JP2001229984A - Photoelectric conversion element and photoelectric cell - Google Patents

Photoelectric conversion element and photoelectric cell

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JP2001229984A
JP2001229984A JP2000041575A JP2000041575A JP2001229984A JP 2001229984 A JP2001229984 A JP 2001229984A JP 2000041575 A JP2000041575 A JP 2000041575A JP 2000041575 A JP2000041575 A JP 2000041575A JP 2001229984 A JP2001229984 A JP 2001229984A
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layer
photoelectric conversion
dye
electrode
group
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Japanese (ja)
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Yoshisada Nakamura
善貞 中村
Shigeru Nakamura
茂 中村
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Fuji Photo Film Co Ltd
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion element with an superior energy conversion efficiency, and a photoelectric cell using the same. SOLUTION: In a photoelectric conversion element, having at least the first electrode, the second electrode, a semiconductor layer being sensitized by the pigment, and an electric charge migration layer the first electrode is light reflective, the second electrode is light transmissive, and an amount of photoabsorption of the electric charge migration layer is 1/4 or lower than that of the semiconductor layer being sensitized by the pigment.

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】本発明は色素により増感され
た半導体を用いた光電変換素子に関する。さらには、こ
の光電変換素子を用いた光電池に関する。
The present invention relates to a photoelectric conversion element using a semiconductor sensitized with a dye. Furthermore, the present invention relates to a photovoltaic cell using the photoelectric conversion element.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、太陽光発電は単結晶シリコン太陽
電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン
太陽電池、テルル化カドミウムやセレン化インジウム銅
等の化合物太陽電池の改良が、実用化の主力技術となっ
ており、太陽光エネルギー変換効率として10%前後の
発電効率が得られている。しかし、将来に向けてこれら
を普及させる上では、素材製造にかかるエネルギーコス
トが高く製品化への環境負荷が大きいこと、ユーザーに
とってエネルギーペイバックタイムが長い等の問題点を
克服する必要がある。このため、低価格化を目指し、大
面積化も容易な有機材料をシリコンに替わる感光材料と
して用いた光電池がこれまでに多く提案されてきたが、
エネルギー変換効率が1%以下と低く、耐久性も悪いと
いう問題があった。こうした状況の中で、Nature(第35
3巻、第737〜740頁、1991年)および米国特許4927721号
等に、色素によって増感された半導体微粒子を用いた光
電変換素子および光電池、ならびにこの作製に必要な材
料および製造技術が開示された。提案された電池は、ル
テニウム錯体によって分光増感された二酸化チタン多孔
質薄膜を作用電極とする湿式太陽電池である。この方式
の第一の利点は二酸化チタン等の安価な酸化物半導体を
高純度まで精製する必要なしに用いることができるた
め、安価な光電変換素子として提供できる点であり、第
二には用いられる色素の吸収がブロードであり、広い可
視光の波長域にわたって太陽光を電気に変換できること
であり、第三にはエネルギー変換効率が高いことであ
る。しかしエネルギー変換効率を10%以上に高めるた
めには、さらに光電変換素子の効率(光吸収効率、電荷
輸送効率など)を高めていく必要がある。また、太陽電
池への応用を考えた場合、その耐久性への要求は大きい
ものがある。従来より電荷輸送材料の安定性を高める提
案が種々なされているが、電荷輸送材料の安定化と光電
変換効率とは両立できておらず、特に低温での変換効率
が十分得られない問題があった。
2. Description of the Related Art At present, photovoltaic power generation is the main technology for practical use in which monocrystalline silicon solar cells, polycrystalline silicon solar cells, amorphous silicon solar cells, and compound solar cells such as cadmium telluride and indium copper selenide are improved. The power generation efficiency of about 10% is obtained as the solar energy conversion efficiency. However, in order to popularize these materials in the future, it is necessary to overcome the problems that the energy cost for material production is high, the environmental load for commercialization is large, and the energy payback time is long for users. For this reason, many photovoltaic cells that use an organic material that can easily be made large in area as a photosensitive material in place of silicon have been proposed so far, aiming at low cost,
There is a problem that the energy conversion efficiency is as low as 1% or less and the durability is poor. Under these circumstances, Nature (No. 35)
3, 737-740, 1991) and U.S. Pat.No. 4,492,721 disclose a photoelectric conversion element and a photovoltaic cell using semiconductor fine particles sensitized by a dye, as well as materials and manufacturing techniques required for the production thereof. Was. The proposed battery is a wet solar cell using a titanium dioxide porous thin film spectrally sensitized by a ruthenium complex as a working electrode. The first advantage of this method is that an inexpensive oxide semiconductor such as titanium dioxide can be used without having to purify it to high purity, and therefore it can be provided as an inexpensive photoelectric conversion element. Dye absorption is broad, and sunlight can be converted into electricity over a wide visible light wavelength range. Third, energy conversion efficiency is high. However, in order to increase the energy conversion efficiency to 10% or more, it is necessary to further increase the efficiency (light absorption efficiency, charge transport efficiency, etc.) of the photoelectric conversion element. Further, in consideration of application to a solar cell, there is a great demand for its durability. Conventionally, various proposals have been made to enhance the stability of the charge transporting material, but the stability of the charge transporting material and the photoelectric conversion efficiency have not been compatible with each other, and there has been a problem that the conversion efficiency at low temperatures cannot be sufficiently obtained. Was.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エネ
ルギー変換効率に優れた光電変換素子およびそれを用い
た光電池を提供することである。さらには、耐久性に優
れ、エネルギー変換効率の温度依存性を小さくした光電
変換素子およびそれを用いた光電池(特に太陽電池)を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element excellent in energy conversion efficiency and a photovoltaic cell using the same. It is still another object of the present invention to provide a photoelectric conversion element having excellent durability and reduced temperature dependence of energy conversion efficiency, and a photovoltaic cell (particularly, a solar cell) using the same.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、本発明
を特定する下記の事項およびその好ましい態様により達
成された。
The object of the present invention has been attained by the following items which specify the present invention and preferred embodiments thereof.

【0005】(1)少なくとも第一電極、第二電極、色
素によって増感された半導体層および電荷移動層を有す
る光電変換素子において、第一電極が光反射性であり、
第二電極が光透過性であり、かつ、電荷移動層の光吸収
量が、色素によって増感された半導体層の光吸収量の1
/4以下であることを特徴とする光電変換素子。 (2)前記光電変換素子において、積層順が、第一電
極、色素によって増感された半導体層、電荷移動層、第
二電極の順であることを特徴とする(1)に記載の光電
変換素子。 (3)半導体の増感に用いる色素の少なくとも1種が80
0nmより長波に吸収を持つことを特徴とする(1)また
は(2)記載の光電変換素子。 (4)前記半導体層が半導体微粒子からなる多孔質層で
あることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載
の光電変換素子。 (5)前記電荷移動層中の電荷輸送材料にゲル電解質、
溶融塩電解質または固体電解質を用いることを特徴とす
る(1)〜(4)のいずれかに記載の光電変換素子。 (6)前記電荷移動層が非電導性の多孔質体および電荷
輸送材料からなることを特徴とする(1)〜(5)のい
ずれかに記載の光電変換素子。 (7)前記第二電極を対極として用い、かつ、その表面
を塩化白金酸処理するかまたは白金微粒子を付着させた
ことを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の光
電変換素子。 (8)(1)〜(7)のいずれかに記載の光電変換素子
を用いた光電池。 (9)(8)の光電池からなる光電池モジュール。
(1) In a photoelectric conversion element having at least a first electrode, a second electrode, a semiconductor layer sensitized by a dye, and a charge transfer layer, the first electrode is light-reflective,
The second electrode is light-transmitting, and the light absorption of the charge transfer layer is one of the light absorption of the semiconductor layer sensitized by the dye.
/ 4 or less. (2) The photoelectric conversion device according to (1), wherein, in the photoelectric conversion element, a stacking order is a first electrode, a semiconductor layer sensitized by a dye, a charge transfer layer, and a second electrode. element. (3) at least one of the dyes used for sensitizing the semiconductor is 80
The photoelectric conversion element according to (1) or (2), which has absorption in a longer wavelength than 0 nm. (4) The photoelectric conversion element according to any one of (1) to (3), wherein the semiconductor layer is a porous layer made of semiconductor fine particles. (5) a gel electrolyte as a charge transport material in the charge transfer layer;
The photoelectric conversion element according to any one of (1) to (4), wherein a molten salt electrolyte or a solid electrolyte is used. (6) The photoelectric conversion element according to any one of (1) to (5), wherein the charge transfer layer is made of a non-conductive porous body and a charge transport material. (7) The photoelectric conversion according to any one of (1) to (6), wherein the second electrode is used as a counter electrode, and the surface thereof is treated with chloroplatinic acid or platinum fine particles are attached. element. (8) A photovoltaic cell using the photoelectric conversion element according to any one of (1) to (7). (9) A photovoltaic module comprising the photocell of (8).

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明において光電変換素子は、
少なくとも第一電極、第二電極、色素によって増感され
た半導体層および電荷移動層を有し、第一電極が光反射
性であり、第二電極が光透過性であることを特徴とす
る。ここで、光透過性(透明)とは、少なくとも波長40
0nm〜900nmの光の透過率が50%以上のものを言い、光反
射性とは、少なくとも波長400nm〜900nmの光の反射率が
30%以上のものを言う。通常、第一電極と第二電極の間
に色素によって増感された半導体層(即ち感光層)と電
荷移動層を有する。第一電極は、感光層または電荷移動
層のいずれと接していてもよいが、第一電極(光反射
性)、感光層、電荷移動層、および第二電極(光透過
性)の順で積層しているのが好ましい。すなわち、導電
性支持体上に感光層を設置し、これと電荷移動層および
対極とを積層する構成の光電変換素子においては、導電
性支持体が反射型の第一電極であり、対極が光透過性の
第二電極である態様が好ましい。この場合、光は透明対
極側から照射する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a photoelectric conversion element
It has at least a first electrode, a second electrode, a semiconductor layer sensitized by a dye, and a charge transfer layer, wherein the first electrode is light-reflective and the second electrode is light-transmissive. Here, the light transmittance (transparency) means that the wavelength is at least 40.
A light transmittance of 0 nm to 900 nm refers to a material having a transmittance of 50% or more, and light reflectivity means that the reflectance of light having a wavelength of 400 nm to 900 nm is at least.
Say more than 30%. Usually, there is a semiconductor layer (that is, a photosensitive layer) sensitized by a dye and a charge transfer layer between the first electrode and the second electrode. The first electrode may be in contact with either the photosensitive layer or the charge transfer layer, but is laminated in the order of the first electrode (light reflective), the photosensitive layer, the charge transfer layer, and the second electrode (light transparent). Preferably. That is, in a photoelectric conversion element in which a photosensitive layer is provided on a conductive support and the charge transfer layer and the counter electrode are laminated, the conductive support is a reflective first electrode, and the counter electrode is a light-emitting layer. An embodiment that is a permeable second electrode is preferred. In this case, light is emitted from the transparent counter electrode side.

【0007】本発明においては、さらに電荷移動層の光
吸収量が、色素によって増感された半導体層の光吸収量
の1/4以下であることが必要である。本発明で言う光
吸収量とは、色素によって増感された半導体層(感光
層)が吸収して光電変換しうる全ての波長の光につい
て、各波長での吸収強度を積算したものをいう。色素に
よって増感された半導体層の光吸収量の場合、色素の吸
収強度、色素量、吸着状態、半導体による吸収、散乱、
層の厚み等によって光吸収量は変化する。また、電荷移
動層の光吸収量においても電荷輸送材料の吸収、共存物
による吸収、反射、層の厚み等によって光吸収量は変化
する。上記の必要要件は、電荷移動層による光吸収が、
光電変換されるべき光の量を減ずるため、その吸収が小
さいほど光電変換効率が高いくなることに基づいてお
り、しかも、その吸収量比が1/4以下になると、その
影響は予想以上に小さくなることを見出したことによ
る。
In the present invention, it is necessary that the light absorption of the charge transfer layer is not more than 1/4 of the light absorption of the semiconductor layer sensitized by the dye. The light absorption amount referred to in the present invention refers to a value obtained by integrating the absorption intensity at each wavelength with respect to light of all wavelengths that can be absorbed and photoelectrically converted by a semiconductor layer (photosensitive layer) sensitized by a dye. In the case of the light absorption amount of the semiconductor layer sensitized by the dye, the absorption intensity of the dye, the amount of the dye, the adsorption state, absorption by the semiconductor, scattering,
The light absorption varies depending on the thickness of the layer. Also, the light absorption of the charge transfer layer varies depending on the absorption of the charge transport material, absorption and reflection by coexisting substances, the thickness of the layer, and the like. The above requirement is that light absorption by the charge transfer layer
In order to reduce the amount of light to be photoelectrically converted, it is based on the fact that the smaller the absorption, the higher the photoelectric conversion efficiency, and if the absorption ratio becomes 1/4 or less, the effect is more than expected. Because we found that it became smaller.

【0008】〔1〕光電変換素子 本発明の光電変換素子は、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の間の空隙に浸
透した電荷輸送材料23とから構成する。電荷輸送材料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側およ
び/または対極導電層40側に、基板50を設けてもよい。
以下本発明では、導電層10およ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および任意
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
ものが光電池(電荷移動層がイオン伝導性電解質の場合
は電気化学光電池と呼ばれ、また太陽電池を包含する)
である。なお、図1中の導電層10と対極導電層40のいず
れかおよびその基板50は、それぞれ透明導電層10aまた
は透明対極導電層40a、および透明基板50aであっても良
いが、導電層10が反射性(即ち第一電極)で、対極導電
層40が光透過性(即ち第二電極)(40a)であることが好
ましい。
[1] Photoelectric Conversion Element The photoelectric conversion element of the present invention preferably comprises a conductive layer 10, a photosensitive layer 20, a charge transfer layer 30, and a counter electrode conductive layer 40, as shown in FIG.
The photosensitive layer 20 is composed of the semiconductor fine particles 21 sensitized by the dye 22 and the charge transport material 23 that has penetrated into the gaps between the semiconductor fine particles 21. Charge transport material 23
Is composed of the same components as the material used for the charge transfer layer 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 photovoltaic cell that connects the photoelectric conversion element to an external circuit to perform work (called an electrochemical photovoltaic cell when the charge transfer layer is an ion-conductive electrolyte, and includes a solar cell)
It is. Note that any one of the conductive layer 10 and the counter electrode conductive layer 40 in FIG. 1 and the substrate 50 may be the transparent conductive layer 10a or the transparent counter electrode conductive layer 40a, and the transparent substrate 50a, respectively. Preferably, the counter electrode conductive layer 40 is reflective (ie, the first electrode) and light transmissive (ie, the second electrode) (40a).

【0009】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および電荷移動層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 photovoltaic 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. The boundary between the respective layers (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 charge transfer layer
At the boundary between the layer 30 and the counter electrode conductive layer 40, etc.), the constituent components of each layer may be mutually diffused and mixed. Hereinafter, each layer will be described in detail.

【0010】(A)導電性支持体 導電性支持体は、担持された色素増感半導体層が光アノ
ードとしてはたらくときの電極の役目をになう。導電性
支持体は、(1)導電層の単層、または(2)導電層お
よび基板の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 serves as an electrode when the supported dye-sensitized semiconductor layer acts as a photoanode. 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.

【0011】(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。
この場合の好ましい厚みは、1μm以上10cm以下である。
In the case of (1), a conductive layer having sufficient strength, such as metal, and having conductivity is used as the conductive layer.
The preferable thickness in this case is 1 μm or more and 10 cm or less.

【0012】(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、または導電性
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。好ましい導
電剤は電気化学的に安定な貴金属類(白金、金)または
導電性金属酸化物(酸化スズ、インジウム−スズ複合酸
化物等)である。導電層の厚さは、特に制限はないが、
3nm以上10μm以下であることが好ましい。金属材
料である場合は、その膜厚は好ましくは5μm以下であ
り、さらに好ましくは5nm以上3μm以下の範囲であ
る。
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. Preferred conductive agents are electrochemically stable noble metals (platinum, gold) or conductive metal oxides (tin oxide, indium-tin composite oxide, etc.). The thickness of the conductive layer is not particularly limited,
It is preferably from 3 nm to 10 μm. In the case of a metal material, the thickness is preferably 5 μm or less, more preferably 5 nm or more and 3 μm or less.

【0013】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 / □.

【0014】導電性支持体は、光反射性のものが好まし
く、具体的には、光反射性の金属板(白金、アルミニウ
ム等)、後述する透明支持体(ガラス、プラスチック)
上に金属薄膜(白金、金など)を設けたもの、光反射性
の支持体上に透明導電層(金属酸化物)を設けたもの等
が挙げられる。光反射性とは、光(400〜900nm
の可視光域)の反射率は、30%以上であることを意味
し、50%以上であることが特に好ましい。
The conductive support is preferably a light-reflective one. Specifically, a light-reflective metal plate (platinum, aluminum, etc.), a transparent support (glass, plastic) described later.
Examples thereof include a metal thin film (platinum, gold, and the like) provided thereon, and a transparent conductive layer (metal oxide) provided on a light-reflective support. Light reflectivity refers to light (400 to 900 nm).
(Visible light range) means 30% or more, and particularly preferably 50% or more.

【0015】(B)対極 対極は、光電変換素子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、マグネシウム、ロジウム、インジウム
等)、炭素、また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
またはプラスチックであり、これに上記の導電剤を塗布
または蒸着して用いる。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。対極
層の表面抵抗は低い程よい。好ましい表面抵抗の範囲と
しては80Ω/□以下であり、さらに好ましくは20Ω/□
以下である。
(B) Counter electrode The counter electrode functions as the positive electrode of the photoelectric conversion element. 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 metals (eg, platinum, gold, silver, copper, aluminum, magnesium, rhodium, indium, and the like), carbon, and conductive metal oxides (indium-tin composite oxide, tin oxide). Fluorine-doped, etc.)
Is mentioned. 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 in the range of 5 nm to 3 μm. The lower the surface resistance of the counter electrode layer, the better. The preferable range of the surface resistance is 80 Ω / □ or less, more preferably 20 Ω / □.
It is as follows.

【0016】本発明において対極は透明(光透過性)で
あることが好ましい。透明とは、光(400〜900n
mの可視光域)の透過率が50%以上であることを意味
し、70%以上であることが特に好ましい。透明対極と
してはガラスもしくはプラスチックに導電性の金属酸化
物を塗設したものが好ましい。この中でもフッ素をドー
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
電性ガラスが特に好ましい。さらに、塩化白金酸にて処
理することにより導電層表面に白金微粒子を接合するな
どして、電荷輸送材料との酸化還元反応性を向上させた
ものが、より好ましい。また、低コストでフレキシブル
な光電変換素子または光電池には、透明ポリマーフィル
ムに上記導電層を設けたものを用いるのがよい。透明ポ
リマーフィルムには、テトラアセチルセルロース(TA
C)、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
リステレン(SPS)、ポリフェニレンスルフィド(P
PS)、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(PE
I)、環状ポリオレフィン、ブロム化フェノキシ等があ
る。透明導電性支持体を用いる場合、光はその支持体側
から入射させることが好ましい。この場合、導電性金属
酸化物の塗布量はガラスもしくはプラスチックの支持体
1m2当たり0.01〜100gが好ましい。
In the present invention, the counter electrode is preferably transparent (light transmitting). Transparency means light (400-900n)
(visible light range of m) means 50% or more, and particularly preferably 70% or more. As the transparent counter electrode, glass or plastic coated with a conductive metal oxide is preferable. 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 particularly preferable. Further, it is more preferable to improve the oxidation-reduction reactivity with the charge transport material by, for example, bonding platinum fine particles to the surface of the conductive layer by treating with chloroplatinic acid. In addition, for a low-cost and flexible photoelectric conversion element or photovoltaic cell, a transparent polymer film provided with the above conductive layer is preferably used. For the transparent polymer film, tetraacetyl cellulose (TA
C), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndioctatic polysterene (SPS), polyphenylene sulfide (P
PS), polycarbonate (PC), polyarylate (PAr), polysulfone (PSF), polyestersulfone (PES), polyetherimide (PE)
I), cyclic polyolefin, brominated phenoxy and the like. When a transparent conductive support is used, it is preferable that light is incident from the support side. In this case, the coating amount of the conductive metal oxide is preferably 0.01 to 100 g per 1 m 2 of a glass or plastic support.

【0017】導電性支持体または対極において、透明導
電層を用いた場合、その抵抗を下げる目的で金属リード
を用いることが好ましい。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、銀が好ましい。金属リードは透
明基板に蒸着、スッパタリング等により平行線状や格子
状等のパターンで設置し、その上にフッ素をドープした
酸化スズ、またはITO膜からなる透明導電層を設ける
ことが好ましい。また上記の透明導電層を透明基板に設
けたあと、透明導電層上に金属リードを設置することも
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1〜10%、より好ましくは1〜5%である。
When a transparent conductive layer is used for the conductive support or the counter electrode, it is preferable to use a metal lead for the purpose of reducing the resistance. 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 leads are preferably provided in a pattern such as a parallel line or a grid on a transparent substrate by vapor deposition or sputtering, 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 a transparent substrate. The decrease in the amount of incident light due to the installation of the metal leads is preferably 1 to 10%, more preferably 1 to 5%.

【0018】感光層に光が到達するためには、半導体層
を担持する導電性支持体と対極の少なくとも一方が実質
的に透明でなければならない。本発明の光電変換素子お
よび光電池においては、対極が透明であって光を対極側
から入射させ、半導体層を担持する導電性支持体は光を
反射する性質を有する構成が好ましい。本発明の態様に
おいて対極から光を入射させる、積層構成が好ましい理
由は明確ではないが以下のように推定される。すなわ
ち、半導体微粒子膜の半導体中の電子移動速度に比較
し、電荷移動層中の電荷移動速度は相対的に遅い。半導
体微粒子間の空隙にある電荷移動層は、拡散が直線的で
無いため、拡散距離が長く、その拡散電荷移動速度の影
響は大きい。半導体微粒子層は、色素により増感されて
いるので、当然光吸収を持つ。したがってより入射光側
に近い色素が多くの光を吸収することになる。そこで、
電荷移動層側から入射した場合に比べ、半導体微粒子側
から入射した場合、励起色素を還元するためには、より
多くの電荷が半導体粒子間を拡散する必要があり、電流
がそれに制限されてしまうため、光電変換効率が低いと
考えられる。さらに、ゲル電解質、溶融塩電解質、固体
電解質などは、電荷移動速度がより遅い場合があるが、
そのような場合、特に半導体微粒子間中の電荷拡散の影
響が少なくてすむため、より電荷移動層側からの入射が
有効であると思われる。
In order for light to reach the photosensitive layer, at least one of the conductive support carrying the semiconductor layer and the counter electrode must be substantially transparent. In the photoelectric conversion element and the photovoltaic cell of the present invention, it is preferable that the counter electrode is transparent, light enters from the counter electrode side, and the conductive support supporting the semiconductor layer has a property of reflecting light. Although it is not clear why the laminated structure in which light is incident from the counter electrode in the embodiment of the present invention is preferable, it is presumed as follows. That is, the charge transfer speed in the charge transfer layer is relatively slower than the electron transfer speed in the semiconductor of the semiconductor fine particle film. The charge transfer layer in the gap between the semiconductor fine particles has a long diffusion distance because the diffusion is not linear, and the diffusion charge transfer speed has a large influence. Since the semiconductor fine particle layer is sensitized by the dye, it naturally has light absorption. Therefore, the dye closer to the incident light side absorbs more light. Therefore,
Compared to the case where the light is incident from the charge transfer layer side, when the light is incident from the semiconductor fine particle side, in order to reduce the excited dye, more charges need to diffuse between the semiconductor particles, and the current is limited to that. Therefore, it is considered that the photoelectric conversion efficiency is low. In addition, gel electrolytes, molten salt electrolytes, solid electrolytes, etc. may have a lower charge transfer rate,
In such a case, it is considered that the incidence from the charge transfer layer side is more effective because the influence of the charge diffusion between the semiconductor fine particles is particularly small.

【0019】(C)感光層 感光層において、半導体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では、光吸収およびこれによ
る電子および正孔の発生は主として色素において起こ
り、半導体はこの電子を受け取り、伝達する役割を担
う。感光層である半導体層は単層構成でも多層構成でも
よいが、半導体層の内、少なくとも1層は色素により増
感される。
(C) Photosensitive Layer In the photosensitive layer, the semiconductor acts as a so-called photoreceptor, absorbs light to separate charges, and generates electrons and holes. In a dye-sensitized semiconductor, light absorption and the resulting generation of electrons and holes mainly occur in the dye, and the semiconductor is responsible for receiving and transmitting the electrons. The semiconductor layer serving as the photosensitive layer may have a single-layer structure or a multilayer structure. At least one of the semiconductor layers is sensitized by a dye.

【0020】(1)半導体 本発明で用いる半導体は光励起下で伝導体電子がキャリ
アーとなり、アノード電流を与えるn型半導体であるこ
とが好ましい。具体的な半導体としては、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)、また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 The semiconductor used in the present invention is preferably an n-type semiconductor which gives an anode current by conducting electrons as carriers under photoexcitation. Specific semiconductors include simple semiconductors such as silicon and germanium, III-V compound semiconductors, metal chalcogenides (eg, oxides, sulfides, selenides, etc.), or compounds having a perovskite structure (eg, strontium titanate) , Calcium titanate, sodium titanate, barium titanate, potassium niobate, etc.).

【0021】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、またはタ
ンタルの酸化物、カドミウム、亜鉛、鉛、銀、アンチモ
ンまたはビスマスの硫化物、カドミウムまたは鉛のセレ
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−ヒ素または銅−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.

【0022】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またはCuInSe2であり、特に好ましくはTiO2また
はNb 2O5であり、最も好ましくはTiO2である。
Preferred specific examples of the semiconductor used in the present invention
Is Si, TiOTwo, SnOTwo, FeTwoOThree, WOThree, ZnO, NbTwoOFive, CdS, Z
nS, PbS, BiTwoSThree, CdSe, CdTe, GaP, InP, GaAs, CuIn
STwo, CuInSeTwoEtc., more preferably TiOTwo, ZnO, Sn
OTwo, FeTwoOThree, WOThree, NbTwoOFive, CdS, PbS, CdSe, InP, GaAs,
CuInSTwoOr CuInSeTwoAnd particularly preferably TiOTwoAlso
Is Nb TwoOFiveAnd most preferably TiOTwoIt is.

【0023】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く、半導体微粒子からな
る多孔質膜が特に好ましい。
The semiconductor used in the present invention may be single crystal or polycrystal. From the viewpoint of conversion efficiency, a single crystal is preferable,
From the viewpoints of production cost, securing of raw materials, energy payback time, and the like, polycrystal is preferable, and a porous film made of semiconductor fine particles is particularly preferable.

【0024】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.

【0025】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.

【0026】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 for the method of producing semiconductor fine particles, there is a method of sol-gel method by Akio Sakuhana, Agne Shofusha (1998), and a thin film coating technique by sol-gel method by the Technical Information Association (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.

【0027】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)
に記載の硫酸法およ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
サイドらのケミストリー・オブ・マテリアルズ,第10
巻,第9号,2419〜2425頁に記載の方法も好ましい。
When the semiconductor fine particles are titanium oxide, any of the above-mentioned sol-gel method, gel-sol method, and high-temperature hydrolysis method in chloride oxyhydrogen salt are preferred. Applied Technology "Gihodo Publishing (1997)
The sulfuric acid method and the chlorine method described in (1) can also be used. Further, the sol-gel method is described in Barb et al., Journal of American Ceramic Society, Vol.
12, No. 3, pp. 3157-3171 (1997), and Burnside et al., Chemistry of Materials, No. 10
Vol. 9, No. 9, pages 2419 to 2425 are also preferable.

【0028】酸化チタンは主としてアナターゼ型とルチ
ル型の2種類の結晶型があり、その製法や熱履歴によ
り、いずれの型もとりうるし、しばしば両者の混合物と
して得られる。本発明の酸化チタンは、アナターゼ含率
が高い方が好ましく、80%以上であることがさらに好
ましい。アナターゼはルチルよりも光吸収の長波端波長
が短く、紫外線による光電変換素子の損傷が少ない。な
お、アナターゼ含率は、X線回折法により求めることが
でき、アナターゼおよびルチルに由来する回折ピーク強
度の比率から求めることができる。
Titanium oxide mainly has two types of crystal forms, anatase type and rutile type. Depending on the production method and heat history, any type can be used, and often it is obtained as a mixture of both types. The titanium oxide of the present invention preferably has a high anatase content, more preferably 80% or more. Anatase has a shorter long-wavelength wavelength of light absorption than rutile, and has less damage to the photoelectric conversion element due to ultraviolet rays. The anatase content can be determined by the X-ray diffraction method, and can be determined from the ratio of the diffraction peak intensities derived from anatase and rutile.

【0029】(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
微粒子の分散液また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 semiconductor fine particles on a conductive support, in addition to the method of coating a dispersion or colloid solution of semiconductor fine particles on a conductive support, the above-mentioned sol-gel 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.

【0030】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、あるいは
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 with a mortar, a method of dispersing while pulverizing using a mill, or a method of preparing a solvent when synthesizing a semiconductor. A method of precipitating fine particles in the solution and using it as it is, may be mentioned.

【0031】分散媒としては、水または各種の有機溶媒
(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、必要に応じて例
えばポリエチレングリコールのようなポリマー、界面活
性剤、酸、またはキレート剤等を分散助剤として用いて
もよい。ポリエチレングリコールの分子量を変えること
で、剥がれにくい膜を形成したり、分散液の粘度が調節
可能となるので、ポリエチレングリコールを添加するこ
とは好ましい。
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, if necessary, a polymer such as polyethylene glycol, a surfactant, an acid, a chelating agent, or the like may be used as a dispersion aid. By changing the molecular weight of polyethylene glycol, it is possible to form a film that does not easily peel off or to adjust the viscosity of the dispersion liquid. Therefore, it is preferable to add polyethylene glycol.

【0032】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、オフセットおよび
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, and a method in which the application and the metering can be the same part.
-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.

【0033】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
ヤーバー法また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.

【0034】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(ある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またはス
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 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 formed in multiple layers. It can also be applied. Multilayer coating is effective even when the film thickness is insufficient by one coating. The extrusion method or the 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.

【0035】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。太陽電池に用いる場合、半導体微
粒子層の厚さは0.5〜30μmが好ましく、1〜25μm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、1〜100g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 for a solar cell, the thickness of the semiconductor fine particle layer is preferably 0.5 to 30 μm, more preferably 1 to 25 μm. Support 1 m 2 per coating amount of the semiconductor fine particles 0.
It is preferably from 5 to 400 g, more preferably from 1 to 100 g.

【0036】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℃以下であり、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 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.

【0037】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
体微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処理や三塩化チタン
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 electron injection from the dye into the semiconductor fine particles, for example, chemical plating using an aqueous titanium tetrachloride solution or titanium plating Electrochemical plating using an aqueous solution of titanium chloride may be performed.

【0038】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.

【0039】(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
系の色素また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。本発明では、光電
変換効率を高めるため、用いる増感色素の内、少なくと
も1種類は800nm以上に吸収を有していることが好まし
い。
(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. In the present invention, in order to enhance the photoelectric conversion efficiency, it is preferable that at least one of the sensitizing dyes used has absorption at 800 nm or more.

【0040】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、ま
たはオキシム、ジオキシム、ヒドロキシキノリン、サリ
チレートおよび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 an appropriate 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 oxime, dioxime, hydroxyquinoline, a π conductivity, such as salicylate and α- ketoenolate Chelating groups. Above all, COOH group, -P
(O) (OH) 2 group, -OP (O) (OH) 2 group is particularly preferred. 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.

【0041】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.

【0042】(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、WO98/50393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 WO98 / 50393.

【0043】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およびSeCNからなる群か
ら選ばれた配位子を表し、pは0〜3の整数である。B-
a、B-bおよびB-cはそれぞれ独立に下記式B-1〜B-8:
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
1, represents a ligand selected from the group consisting of SCN, H 2 O, Br, I, CN, NCO and SeCN, and p is an integer of 0 to 3. B-
a, Bb and Bc are each independently the following formulas B-1 to B-8:

【0044】[0044]

【化1】 Embedded image

【0045】(ただし、Raは水素原子または置換基を表
し、置換基としてはたとえば、ハロゲン原子、炭素原子
数1〜12の置換または無置換のアルキル基、炭素原子数
7〜12の置換または無置換のアラルキル基、あるいは炭
素原子数6〜12の置換または無置換のアリール基、カル
ボン酸基、リン酸基(これらの酸基は塩を形成していて
もよい)が挙げられ、アルキル基およびアラルキル基の
アルキル部分は直鎖状でも分岐状でもよく、またアリー
ル基およ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。)により表される化合物
から選ばれた有機配位子を表す。B-a、B-bおよびB-cは
同一でも異なっていても良い。
(Where Ra represents a hydrogen atom or a substituent; examples of the substituent include a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group having 7 to 12 carbon atoms) A substituted aralkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a carboxylic acid group, a phosphoric acid group (these acid groups may form a salt); 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). Represents an organic ligand. Ba, Bb and Bc may be the same or different.

【0046】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.

【0047】[0047]

【化2】 Embedded image

【0048】[0048]

【化3】 Embedded image

【0049】[0049]

【化4】 Embedded image

【0050】(b)メチン色素 本発明で好ましく用いられるメチン色素は、特開平11
−35836号、特開平11−158395号、特開平
11−163378号、特開平11−214730号、
特開平11−214731号、欧州特許892411号
および同911841号の各明細書に記載の色素であ
る。これらの色素の合成法については、エフ・エム・ハ
ーマー(F.M.Hamer)著「ヘテロサイクリック・コンパウ
ンズ−シアニンダイズ・アンド・リレィティド・コンパ
ウンズ(Heterocyclic Compounds-Cyanine Dyes and Rel
ated Compounds)」、ジョン・ウィリー・アンド・サン
ズ(John Wiley & Sons)社−ニューヨーク、ロンドン、
1964年刊、デー・エム・スターマー(D.M.Sturmer)
著「ヘテロ素サイクリック・コンパウンズースペシャル
・トピックス・イン・複素 サイクリック・ケミストリ
ー(Heterocyclic Compounds-Special topics in hetero
cyclic chemistry)」、第18章、第14節、第482
から515頁、ジョン ・ウィリー・アンド・サンズ(Jo
hn Wiley & Sons)社−ニューヨーク、ロンドン、197
7年刊、「ロッズ・ケミストリー・オブ・カーボン・コ
ンパウンズ(Rodd's Chemistry of Carbon Compounds)」
2nd.Ed.vol.IV,part B,1977刊、第15章、第36
9から422頁、エルセビア・サイエンス・パブリック
・カンパニー・インク(Elsevier Science Publishing C
ompanyInc.)社刊、ニューヨーク、英国特許第1,077,611
号、Ukrainskii KhimicheskiiZhurnal, 第40巻、第3
号、253〜258頁、Dyes and Pigments, 第21
巻、227〜234頁およびこれらの文献に引用された
文献になどに記載されている。
(B) Methine Dye A methine dye preferably used in the present invention is disclosed in
-35836, JP-A-11-158395, JP-A-11-163378, JP-A-11-214730,
Dyes described in the specifications of JP-A-11-214731, European Patents 892411 and 911841. For the synthesis of these dyes, see FM Hamer, Heterocyclic Compounds-Cyanine Dyes and Relative Compounds.
ated Compounds), John Wiley & Sons-New York, London,
Published in 1964, DMSturmer
Author, Heterocyclic Compounds-Special topics in heterogeneous
cyclic chemistry) ", Chapter 18, Section 14, 482
515 pages, John Willie and Sons (Jo
hn Wiley & Sons)-New York, London, 197
7th year, "Rodd's Chemistry of Carbon Compounds"
2nd.Ed.vol.IV, part B, 1977, Chapter 15, Chapter 36
9-422, Elsevier Science Public Company, Inc.
ompanyInc.), New York, UK Patent 1,077,611
No. Ukrainskii Khimicheskii Zhurnal, Vol. 40, No. 3
No. 253-258, Dyes and Pigments, No. 21
Volumes 227-234 and in the references cited therein.

【0051】(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.

【0052】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、ワイヤーバー法またはスピン法が適当
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, a high-viscosity liquid (for example, 0.01 to 500
For se), various printing methods other than the extrusion method are suitable, and for low-viscosity liquids (for example, 0.1 Poise or less), the slide hopper method, the wire bar method, or the spin method are suitable. It is possible.

【0053】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。
Thus, 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.

【0054】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.

【0055】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.

【0056】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.

【0057】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 accelerating the removal of excess dye, the surface of the semiconductor fine particles may be treated with an amine after adsorbing the dye. 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.

【0058】(D)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電荷輸送材料を含有す
る層である。本発明で用いることのできる代表的な電荷
輸送材料の例としては、イオン輸送材料として、酸化
還元対のイオンが溶解した溶液(電解液)、酸化還元対
の溶液をポリマーマトリクスのゲルに含浸したいわゆる
ゲル電解質、酸化還元対イオンを含有する溶融塩電解
質、さらには固体電解質が挙げられる。また、イオンが
かかわる電荷輸送材料のほかに、固体中のキャリアー
移動が電気伝導にかかわる材料として、電子輸送材料や
正孔(ホール)輸送材料、を用いることもできる。これ
らは、併用することができる。
(D) Charge transfer layer The charge transfer layer is a layer containing a charge transport material having a function of replenishing electrons to the oxidized dye. Examples of typical charge transporting materials that can be used in the present invention include, as an ion transporting material, a solution in which redox pair ions are dissolved (electrolyte solution), and a redox pair solution impregnated in a gel of a polymer matrix. A so-called gel electrolyte, a molten salt electrolyte containing a redox counter ion, and a solid electrolyte can be used. In addition to a charge transporting material involving ions, an electron transporting material or a hole (hole) transporting material may be used as a material relating to electric conduction in which carrier movement in a solid is involved. These can be used in combination.

【0059】(1)溶融塩電解質 溶融塩電解質は、光電変換効率と耐久性の両立という観
点から好ましい。本発明の光電変換素子に溶融塩電解質
を用いる場合は、例えばWO95/18456号、特開平8-259543
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のヨウ素塩を用いることができ
る。
(1) Molten Salt Electrolyte A molten salt electrolyte is preferable from the viewpoint of achieving both photoelectric conversion efficiency and durability. When using a molten salt electrolyte for the photoelectric conversion element of the present invention, for example, WO95 / 18456, JP-A-8-259543
Known electrochemical salts such as pyridinium salts, imidazolium salts, triazolium salts, and the like, described in No. No., Electrochemistry, Vol. 65, No. 11, p. 923 (1997) and the like can be used.

【0060】好ましく用いることのできる溶融塩として
は、下記一般式(Y-a)、(Y-b)及び(Y-c)のいずれ
かにより表されるものが挙げられる。
The molten salt which can be preferably used includes those represented by any of the following formulas (Ya), (Yb) and (Yc).

【0061】[0061]

【化5】 Embedded image

【0062】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.

【0063】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.

【0064】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.

【0065】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。
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. .

【0066】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。
Further, 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, and R in the general formula (Yc) Two or more of y1 to Ry6 may be connected to each other to form a ring structure.

【0067】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.

【0068】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.

【0069】これらの溶融塩は、単独で使用しても、2
種以上混合して使用してもよく、また、ヨウ素アニオン
を他のアニオンで置き換えた溶融塩と併用することもで
きる。ヨウ素アニオンと置き換えるアニオンとしては、
ハロゲン化物イオン(Cl-、Br-等)、NSC-、BF4 -、P
F6 -、ClO4 -、(CF3SO2)2N-、(CF3CF2SO2)2N-、CF3SO3 -
CF3COO-、Ph4B-、(CF3SO2)3C-等が好ましい例として挙
げられ、(CF3SO2)2N-又はBF4 -であるのがより好まし
い。また、LiIなど他のヨウ素塩を添加することもで
きる。
These molten salts may be used alone or
The iodine anion may be used in combination with a molten salt obtained by replacing the iodine anion with another anion. As the anion to replace the iodine anion,
Halide ions (Cl -, Br -, etc.), NSC -, BF 4 - , P
F 6 -, ClO 4 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, CF 3 SO 3 -,
Preferred examples include CF 3 COO , Ph 4 B , (CF 3 SO 2 ) 3 C −, and more preferably (CF 3 SO 2 ) 2 N or BF 4 . Also, other iodine salts such as LiI can be added.

【0070】本発明で好ましく用いられる溶融塩の具体
例を以下に挙げるが、これらに限定されるわけではな
い。
Specific examples of the molten salt preferably used in the present invention are shown below, but are not limited thereto.

【0071】[0071]

【化6】 Embedded image

【0072】[0072]

【化7】 Embedded image

【0073】[0073]

【化8】 Embedded image

【0074】[0074]

【化9】 Embedded image

【0075】[0075]

【化10】 Embedded image

【0076】[0076]

【化11】 Embedded image

【0077】[0077]

【化12】 Embedded image

【0078】上記溶融塩電解質には、溶媒を用いない方
が好ましい。後述する溶媒を添加しても構わないが、溶
融塩の含有量は電解質組成物全体に対して50質量%以上
であるのが好ましい。また、塩のうち、50質量%以上が
ヨウ素塩であることが好ましく、70%以上であることが
さらに好ましい。
It is preferable not to use a solvent for the molten salt electrolyte. Although a solvent described below may be added, the content of the molten salt is preferably 50% by mass or more based on the entire electrolyte composition. Further, it is preferable that 50% by mass or more of the salt is an iodine salt, and it is more preferable that the amount is 70% or more.

【0079】電解質組成物にヨウ素を添加するのが好ま
しく、この場合、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。
It is preferable to add iodine to the electrolyte composition. In this case, the content of iodine is preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the whole electrolyte composition. Is more preferred.

【0080】(2)電解液 電荷移動層に電解液を使用する場合、電解液は電解質、
溶媒、および添加物から構成されることが好ましい。本
発明の電解質はI2とヨウ化物の組み合わせ(ヨウ化物
としてはLiI、NaI、KI、CsI、CaI2 など
の金属ヨウ化物、あるいはテトラアルキルアンモニウム
ヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウム
ヨーダイドなど4級アンモニウム化合物のヨウ素塩な
ど)、Br 2と臭化物の組み合わせ(臭化物としてはL
iBr、NaBr、KBr、CsBr、CaBr2 など
の金属臭化物、あるいは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など4級アンモニウ
ム化合物の臭素塩など)のほか、フェロシアン酸塩−フ
ェリシアン酸塩やフェロセン−フェリシニウムイオンな
どの金属錯体、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などのイオウ化合物、ビオロゲ
ン色素、ヒドロキノン−キノンなどを用いることができ
る。この中でもI2とLiIやピリジニウムヨーダイド、
イミダゾリウムヨーダイドなど4級アンモニウム化合物
のヨウ素塩を組み合わせた電解質が本発明では好まし
い。上述した電解質は混合して用いてもよい。
(2) Electrolyte When an electrolyte is used for the charge transfer layer, the electrolyte is an electrolyte,
It is preferable to be composed of a solvent and an additive. Book
The electrolyte of the invention is ITwoAnd iodide combinations (iodide
Include LiI, NaI, KI, CsI, CaITwo Such
Metal iodide or tetraalkyl ammonium
Iodide, pyridinium iodide, imidazolium
Iodine salts of quaternary ammonium compounds such as iodide
Etc.), Br TwoAnd bromide (the bromide is L
iBr, NaBr, KBr, CsBr, CaBrTwo Such
Metal bromide or tetraalkylammonium
Quaternary ammonium such as romide and pyridinium bromide
Bromide salts), ferrocyanate salts
Ferricyanate and ferrocene-ferricinium ions
Which metal complex, sodium polysulfide, alkyl thiol
-Sulfur compounds such as alkyl disulfide, viologen
Dyes, hydroquinone-quinone and the like can be used.
You. Among them ITwoAnd LiI and pyridinium iodide,
Quaternary ammonium compounds such as imidazolium iodide
In the present invention, an electrolyte containing a combination of various iodine salts is preferred.
No. The above-mentioned electrolytes may be used as a mixture.

【0081】好ましい電解質濃度は0.1M以上15M以
下であり、さらに好ましくは0.2M以上10M以下であ
る。また、電解質にヨウ素を添加する場合の好ましいヨ
ウ素の添加濃度は0.01M以上0.5M以下である。
The preferred electrolyte concentration is 0.1M or more and 15M or less, more preferably 0.2M or more and 10M or less. When iodine is added to the electrolyte, a preferable concentration of iodine is 0.01 M or more and 0.5 M or less.

【0082】本発明で電解質に使用する溶媒は、粘度が
低くイオン易動度を向上したり、もしくは誘電率が高く
有効キャリアー濃度を向上したりして、優れたイオン伝
導性を発現できる化合物であることが望ましい。このよ
うな溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネートなどのカーボネート化合物、3−メチル−
2−オキサゾリジノンなどの複素環化合物、ジオキサ
ン、ジエチルエーテルなどのエーテル化合物、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
テルなどの鎖状エーテル類、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などのアルコール類、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、グリセリンなどの多
価アルコール類、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
ゾニトリルなどのニトリル化合物、ジメチルスルフォキ
シド、スルフォランなど非プロトン極性物質、水などを
用いることができる。
The solvent used for the electrolyte in the present invention is a compound capable of exhibiting excellent ionic conductivity by lowering the viscosity and improving the ionic mobility or increasing the dielectric constant and improving the effective carrier concentration. Desirably. Examples of such a solvent include carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, 3-methyl-
Heterocyclic compounds such as 2-oxazolidinone, dioxane, ether compounds such as diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, polyethylene glycol dialkyl ether, chain ethers such as polypropylene glycol dialkyl ether, methanol, ethanol,
Alcohols such as ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl ether, and polypropylene glycol monoalkyl ether; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and glycerin; acetonitrile; Nitrile compounds such as glutaronitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, and benzonitrile; aprotic polar substances such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; and water can be used.

【0083】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ter-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0.05M以上2M以下で
ある。
Further, according to the present invention, J. Am. Ceram. Soc.,
80 (12) 3157-3171 (1997), ter-butylpyridine, and basic compounds such as 2-picoline and 2,6-lutidine can also be added. The preferred concentration range when adding a basic compound is 0.05M or more and 2M or less.

【0084】(3)ゲル電解質 本発明では、電解質はポリマー添加、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。ポリマー添加によりゲル化させる場合は、¨Po
lymer Electrolyte Reviews-1および2¨(J.R.MacCallum
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るが、特にポリ
アクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンを好ましく使
用することができる。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.Sec., 4
6,779(1943), J. Am. Chem. Soc., 111,5542(1989), J.
Chem. Soc., Chem. Com mun., 1993, 390, Angew. Che
m. Int. Ed. Engl., 35,1949(1996), Chem. Lett.,199
6, 885, J. Chm. Soc., Chem. Commun., 1997,545に記
載されている化合物を使用することができるが、好まし
い化合物は分子構造中にアミド構造を有する化合物であ
る。
(3) Gel Electrolyte In the present invention, the electrolyte 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. it can. To gel by adding a polymer, use
lymer Electrolyte Reviews-1 and 2¨ (JRMacCallum
And CA Vincent, ELSEVIER APPLIED SCIENCE), but polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride can be particularly preferably used. For gelation by adding an oil gelling agent, use J. Chem Soc. Japan, Ind. Chem.Sec., 4
6,779 (1943), J. Am. Chem. Soc., 111,5542 (1989), J.
Chem. Soc., Chem. Com mun., 1993, 390, Angew. Che
m. Int. Ed. Engl., 35, 1949 (1996), Chem. Lett., 199
6, 885, J. Chm. Soc., Chem. Commun., 1997, 545, but preferred compounds are those having an amide structure in the molecular structure.

【0085】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、溶媒から溶液を調製し、キャスト法,塗布法,浸
漬法、含浸法など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。多官能性モノ
マーはエチレン性不飽和基を2個以上有する化合物であ
ることが好ましい。モノマー全量に占める多官能性モノ
マーの好ましい質量組成範囲は0.5質量%以上70質量%
以下であることが好ましく、さらに好ましくは1.0質量
%以上50質量%以下である。
When the gel electrolyte is formed by polymerization of polyfunctional monomers, a solution is prepared from the polyfunctional monomers, polymerization initiator, electrolyte, and solvent, and the solution is prepared by a method such as a casting method, a coating method, a dipping method, or an impregnation method. A method in which a sol-like electrolyte layer is formed on an electrode supporting a dye and then gelled by radical polymerization is preferable. The polyfunctional monomer is preferably a compound having two or more ethylenically unsaturated groups. The preferred mass composition range of the polyfunctional monomer in the total amount of the monomers is 0.5% by mass to 70% by mass.
It is preferably at most 1.0 mass%, more preferably at least 1.0 mass% and at most 50 mass%.

【0086】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。本発明で使用できるゲル電解質
用モノマーは、加熱、光、電子線、また電気化学的にラ
ジカル重合することができるが、特に加熱によってラジ
カル重合させることが好ましい。架橋高分子が加熱によ
り形成される場合に好ましく使用される重合開始剤は、
例えば、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)などのアゾ系開始剤、ベンゾイルパーオキシ
ドなど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質量%以上2
0質量%以下であり、さらに好ましくは0.1質量%以
上10質量%以下である。ゲル電解質に占めるモノマー
類の質量組成範囲は0.5質量%以上70質量%以下である
ことが好ましく、さらに好ましくは1.0質量%以上50質
量%以下である。
The above-mentioned monomers are generally described in Takatsu Otsu and Masayoshi Kinoshita: Experimental Method for Polymer Synthesis (Chemical Doujin) and Takatsu Otsu: Lecture Polymerization Reaction Theory 1 Radical Polymerization (I) (Chemical Doujin) It can be polymerized by radical polymerization, which is a simple polymer synthesis method. The monomer for a gel electrolyte that can be used in the present invention can be radically polymerized by heating, light, electron beam, or electrochemically, but it is particularly preferable to radically polymerize by heating. The polymerization initiator preferably used when the crosslinked polymer is formed by heating,
For example, 2,2'-azobis (isobutyronitrile),
Azo initiators such as 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate), peroxide initiators such as benzoyl peroxide, etc. It is. The preferable addition amount of the polymerization initiator is 0.01% by mass or more based on the total amount of the monomers.
0 mass% or less, more preferably 0.1 mass% or more and 10 mass% or less. The mass composition range of the monomers in the gel electrolyte is preferably from 0.5% by mass to 70% by mass, and more preferably from 1.0% by mass to 50% by mass.

【0087】また、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
マーおよび架橋剤を併用することが望ましい。この場
合、好ましい架橋可能な反応性基は、含窒素複素環(例
えば、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、ピペラジン環など)であり、好ましい架橋剤
は、窒素原子に対して求電子反応可能な2官能以上の試
薬(例えば、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
ソシアネートなど)である。
When the electrolyte is gelled by the crosslinking reaction of the polymer, it is desirable to use a polymer having a crosslinkable reactive group and a crosslinking agent together. In this case, a preferable crosslinkable reactive group is a nitrogen-containing heterocyclic ring (for example, a pyridine ring, an imidazole ring, a thiazole ring, an oxazole ring, a triazole ring, a morpholine ring, a piperidine ring, a piperazine ring, etc.), and a preferable crosslinking agent. Is a bifunctional or higher functional reagent capable of electrophilic reaction with a nitrogen atom (for example, alkyl halide, aralkyl halide, sulfonic acid ester, acid anhydride, acid chloride, isocyanate, etc.).

【0088】(4)正孔輸送材料 本発明では、電解質の替わりに有機または無機あるいは
この両者を組み合わせた正孔輸送材料を使用することが
できる。
(4) Hole Transport Material In the present invention, an organic or inorganic hole transport material or a combination thereof can be used in place of the electrolyte.

【0089】(a)有機正孔輸送材料 本発明に適用可能な有機正孔輸送材料としては、N,N'-
ジフエニル-N、N'-ビス(4-メトキシフェニル)-(1,
1'-ビフェニル)-4,4'-ジアミン(J.Hagen etal.,Synth
etic Metal 89(1997)215-220)、2,2',7,7'-テトラキス
(N,N-ジ-p-メトキシフェニルアミン)9,9'-スピロビフ
ルオレン(Nature,Vol.395, 8 Oct.1998,p583-585およ
びWO97/10617)、1,1-ビス{4-(ジ-p-トリルアミノ)
フェニル}シクロヘキサンの3級芳香族アミンユニット
を連結した芳香族ジアミン化合物(特開昭59−194393号
公報)、4,4,‐ビス[(N-1-ナフチル)‐N-フェニル
アミノ]ビフェニルで代表される2個以上の3級アミン
を含み2個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳
香族アミン(特開平5−234681号公報)、トリフェニル
ベンゼンの誘導体でスターバースト構造を有する芳香族
トリアミン(米国特許第4,923,774号、特開平4−3086
88号公報)、N,N'-ジフエニル-N、N'-ビス(3-メチル
フェニル)-(1,1'-ビフェニル)-4,4'-ジアミン等の
芳香族ジアミン(米国特許第4,764,625号)、α,
α,α',α'-テトラメチル-α,α'-ビス(4-ジ-p-ト
リルアミノフェニル)-p-キシレン(特開平3−269084号
公報)、p-フェニレンジアミン誘導体、分子全体として
立体的に非対称なトリフェニルアミン誘導体(特開平4
−129271号公報)、ピレニル基に芳香族ジアミノ基が複
数個置換した化合物(特開平4−175395号公報)、エチ
レン基で3級芳香族アミンユニツトを連結した芳香族ジ
アミン(特開平4−264189号公報)、スチリル構造を有
する芳香族ジアミン(特開平4−290851号公報)、ベン
ジルフェニル化合物(特開平4−364153号公報)、フル
オレン基で3級アミンを連結したもの(特開平5−25473
号公報)、トリアミン化合物(特開平5−239455号公
報)、ピスジピリジルアミノビフェニル(特開平5−320
634号公報)、N,N,N−トリフェニルアミン誘導体(特
開平6−1972号公報)、フェノキザジン構造を有する芳
香族ジアミン(特開平7-138562号)、ジアミノフエニル
フエナントリジン誘導体(特開平7-252474号)等に示さ
れる芳香族アミン類を好ましく用いることができる。ま
た、α-オクチルチオフェンおよびα,ω-ジヘキシル-α
-オクチルチオフェン(Adv. Mater. 1997,9,N0.7,p55
7)、ヘキサドデシルドデシチオフェン(Angew.Chem. In
t. Ed. Engl. 1995, 34, No.3,p303-307)、2,8-ジヘキ
シルアンスラ[2,3-b:6,7-b']ジチオフェン(JACS,Vol12
0, N0.4,1998,p664-672)等のオリゴチオフェン化合物、
ポリピロール(K. Murakoshi et al.,;Chem. Lett. 199
7, p471)、¨ Handbook of Organic Conductive Molec
ules and Polymers Vol.1,2,3,4¨ (NALWA著、WILEY出
版)に記載されているポリアセチレンおよびその誘導
体、ポリ(p-フェニレン) およびその誘導体、ポリ( p-
フェニレンビニレン) およびその誘導体、ポリチエニレ
ンビニレンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびそ
の誘導体、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリトルイ
ジンおよびその誘導体等の導電性高分子を好ましく使用
することができる。正孔(ホール)輸送材料にはNatur
e,Vol.395, 8 Oct. 1998,p583-585に記載されているよ
うにドーパントレベルをコントロールするためにトリス
(4-ブロモフェニル)アミニウムヘキサクロロアンチ
モネートのようなカチオンラジカルを含有する化合物を
添加したり、酸化物半導体表面のポテンシャル制御(空
間電荷層の補償)を行うためにLi[(CF3SO2)2N]のような
塩を添加しても構わない。
(A) Organic hole transporting material As the organic hole transporting material applicable to the present invention, N, N'-
Diphenyl-N, N'-bis (4-methoxyphenyl)-(1,
1'-biphenyl) -4,4'-diamine (J. Hagen et al., Synth
etic Metal 89 (1997) 215-220), 2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N-di-p-methoxyphenylamine) 9,9'-spirobifluorene (Nature, Vol. 395, 8 Oct. 1998, p583-585 and WO97 / 10617), 1,1-bis {4- (di-p-tolylamino)
An aromatic diamine compound in which a tertiary aromatic amine unit of phenyl @ cyclohexane is linked (JP-A-59-194393), and 4,4-bis [(N-1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl Aromatic amine containing two or more tertiary amines represented by two or more fused aromatic rings substituted with a nitrogen atom (JP-A-5-234681), and a derivative of triphenylbenzene having a starburst structure Aromatic triamine (U.S. Pat. No. 4,923,774, JP-A-4-3086)
No. 88), and aromatic diamines such as N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl)-(1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine (US Pat. , 764, 625), α,
α, α ′, α′-Tetramethyl-α, α′-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) -p-xylene (JP-A-3-269084), p-phenylenediamine derivative, whole molecule As a sterically asymmetric triphenylamine derivative (Japanese Unexamined Patent Publication No.
JP-A-129271), a compound in which a pyrenyl group is substituted with a plurality of aromatic diamino groups (JP-A-4-175395), and an aromatic diamine in which a tertiary aromatic amine unit is linked by an ethylene group (JP-A-4-264189) JP-A-5-25473, an aromatic diamine having a styryl structure (JP-A-4-290851), a benzylphenyl compound (JP-A-4-364153), and a tertiary amine linked by a fluorene group (JP-A-5-25473).
JP-A-5-320455), triamine compounds (JP-A-5-239455), and pisdipyridylaminobiphenyl (JP-A-5-320).
634), N, N, N-triphenylamine derivatives (JP-A-6-1972), aromatic diamines having a phenoxazine structure (JP-A-7-138562), and diaminophenylphenanthridine derivatives (JP-A-7-138562). The aromatic amines shown in, for example, Kaihei 7-252474) can be preferably used. Α-octylthiophene and α, ω-dihexyl-α
-Octylthiophene (Adv. Mater. 1997, 9, N0.7, p55
7), hexadodecyldodecithiophene (Angew.Chem. In
t. Ed. Engl. 1995, 34, No. 3, p303-307), 2,8-dihexylanthra [2,3-b: 6,7-b '] dithiophene (JACS, Vol12
0, N0.4, 1998, p664-672) and the like,
Polypyrrole (K. Murakoshi et al.,; Chem. Lett. 199
7, p471), ¨ Handbook of Organic Conductive Molec
ules and Polymers Vol.1,2,3,4¨ (by NALWA, published by WILEY) Polyacetylene and its derivatives, poly (p-phenylene) and its derivatives, poly (p-
Conductive polymers such as phenylenevinylene) and derivatives thereof, polythienylenevinylene and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polyaniline and derivatives thereof, and polytoluidine and derivatives thereof can be preferably used. Natur for hole transport material
e, Vol. 395, 8 Oct. 1998, p583-585. To control dopant levels, compounds containing cation radicals such as tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate were used. A salt such as Li [(CF 3 SO 2 ) 2 N] may be added for controlling the potential of the oxide semiconductor surface (compensating for the space charge layer).

【0090】(b)無機正孔輸送材料 無機正孔輸送材料としては、p型無機化合物半導体を用
いることができる。p型無機化合物半導体のバンドギャ
ップは色素吸収を妨げないため大きいことが好ましい。
p型無機化合物半導体のバンドギャップは、2eV以上で
あることが好ましく、さらに2.5eV以上であることが好
ましい。また、p型無機化合物半導体のイオン化ポテン
シャルは色素ホールを還元するためには、色素吸着電極
のイオン化ポテンシャルより小さいことが必要である。
本発明の光電変換素子に使用する色素によって電荷移動
層に使用するp型無機化合物半導体のイオン化ポテンシ
ャルの好ましい範囲は異なってくるが、一般に4.5eV以
上5.5eV以下であることが好ましく、さらに4.7eV以上5.
3eV以下であることが好ましい。本発明に好ましく使用
されるp型無機化合物半導体は一価の銅を含む化合物半
導体であり、一価の銅を含む化合物半導体としてはCuI,
CuSCN, CuInSe2, Cu(In,Ga)Se2, CuGaSe2, Cu 2O, CuS,
CuGaS2, CuInS2, CuAlSe2などが挙げられる。この中で
もCuIおよび CuSCNが好ましく、CuIが最も好ましい。銅
を含む化合物以外に用いることができるp型無機化合物
半導体としては、GaP、NiO、CoO、FeO、Bi2O3、MoO2、C
r2O3等を挙げることができる。
(B) Inorganic hole transport material As the inorganic hole transport material, a p-type inorganic compound semiconductor is used.
Can be. Bandgap of p-type inorganic compound semiconductor
The tip is preferably large so as not to hinder dye absorption.
The band gap of the p-type inorganic compound semiconductor is 2 eV or more.
And more preferably 2.5 eV or more.
Good. In addition, ionization potential of p-type inorganic compound semiconductor
Shall uses a dye adsorption electrode to reduce dye holes.
Needs to be smaller than the ionization potential of
Charge transfer by the dye used in the photoelectric conversion device of the present invention
Potential of p-type inorganic compound semiconductor used for layer
The preferred range of the signal varies, but is generally 4.5 eV or less.
It is preferably 5.5 eV or less, and more preferably 4.7 eV or more.
It is preferably 3 eV or less. Preferably used in the present invention
The p-type inorganic compound semiconductor is a compound semiconductor containing monovalent copper.
It is a conductor and as a compound semiconductor containing monovalent copper, CuI,
 CuSCN, CuInSeTwo, Cu (In, Ga) SeTwo, CuGaSeTwo, Cu TwoO, CuS,
 CuGaSTwo, CuInSTwo, CuAlSeTwoAnd the like. In this
Also, CuI and CuSCN are preferable, and CuI is most preferable. copper
-Type inorganic compounds that can be used other than compounds containing
As semiconductors, GaP, NiO, CoO, FeO, BiTwoOThree, MoOTwo, C
rTwoOThreeAnd the like.

【0091】(5)電荷移動層の形成(5) Formation of charge transfer layer

【0092】電荷移動層の形成方法に関しては2通りの
方法が考えられる。1つは増感色素を担持させた半導体
微粒子含有層の上に先に対極を貼り合わせておき、その
間隙に液状の電荷移動層を挟み込む方法である。もう1
つは半導体微粒子含有層上に直接電荷移動層を付与する
方法で、対極はその後付与することになる。
There are two methods for forming the charge transfer layer. One is a method in which a counter electrode is first stuck on a semiconductor fine particle-containing layer carrying a sensitizing dye, and a liquid charge transfer layer is sandwiched in the gap. Another one
One is to apply the charge transfer layer directly on the semiconductor fine particle-containing layer, and the counter electrode is applied thereafter.

【0093】前者の場合の電荷移動層の挟み込み方法と
して、浸漬等による毛管現象を利用する常圧プロセスと
常圧より低い圧力にして気相を液相に置換する真空プロ
セスが利用できる。
As the method of sandwiching the charge transfer layer in the former case, a normal pressure process utilizing a capillary phenomenon by immersion or the like and a vacuum process of replacing the gas phase with a liquid phase at a pressure lower than normal pressure can be used.

【0094】後者の場合、湿式の電荷移動層においては
未乾燥のまま対極を付与し、エッジ部の液漏洩防止措置
も施すことになる。またゲル電解質の場合には湿式で塗
布して重合等の方法により固体化する方法もあり、その
場合には乾燥、固定化した後に対極を付与することもで
きる。電解液のほか湿式有機正孔輸送材料やゲル電解質
を付与する方法としては、半導体微粒子含有層や色素の
付与と同様に、浸漬法、ローラ法、ディップ法、エアー
ナイフ法、エクストルージョン法、スライドホッパー
法、ワーヤーバー法、スピン法、スプレー法、キャスト
法、各種印刷法等が考えられる。
In the latter case, the wet charge transfer layer is provided with a counter electrode in an undried state, and measures are taken to prevent liquid leakage at the edge. In the case of a gel electrolyte, there is also a method of applying it by a wet method and solidifying it by a method such as polymerization. In this case, a counter electrode can be provided after drying and fixing. As a method for applying a wet organic hole transport material or a gel electrolyte in addition to the electrolytic solution, the immersion method, the roller method, the dipping method, the air knife method, the extrusion method, and the slide method are the same as the method for applying the semiconductor fine particle-containing layer and the dye. A hopper method, a wire bar method, a spin method, a spray method, a casting method, various printing methods and the like can be considered.

【0095】固体電解質や固体の正孔(ホール)輸送材
料の場合には真空蒸着法やCVD法等のドライ成膜処理
で電荷移動層を形成し、その後対極を付与することもで
きる。有機正孔輸送材料は真空蒸着法,キャスト法,塗
布法,スピンコート法、浸漬法、電解重合法、光電解重
合法等の手法により電極内部に導入することができる。
無機固体化合物の場合も、キャスト法,塗布法,スピン
コート法、浸漬法、電解メッキ法等の手法により電極内
部に導入することができる。
In the case of a solid electrolyte or a solid hole (hole) transporting material, the charge transfer layer can be formed by a dry film forming process such as a vacuum evaporation method or a CVD method, and then a counter electrode can be provided. The organic hole transporting material can be introduced into the inside of the electrode by a method such as a vacuum evaporation method, a casting method, a coating method, a spin coating method, a dipping method, an electrolytic polymerization method, and a photoelectrolytic polymerization method.
In the case of an inorganic solid compound, it can be introduced into the electrode by a method such as a casting method, a coating method, a spin coating method, a dipping method, and an electrolytic plating method.

【0096】量産化を考える場合、固体化できない電解
液や湿式の正孔輸送材料の場合には、塗設後速やかにエ
ッジ部分を封止することで対応も可能であるが、固体化
可能な正孔輸送材料の場合は湿式付与により正孔輸送層
を膜形成した後、例えば光重合や熱ラジカル重合等の方
法により固体化することがより好ましい。このように膜
付与方式は液物性や工程条件により適宜選択すればよ
い。
In consideration of mass production, in the case of an electrolyte which cannot be solidified or a wet hole transport material, it is possible to cope by sealing the edge portion immediately after coating, but it is possible to solidify. In the case of a hole transport material, it is more preferable to solidify the film by, for example, photopolymerization or thermal radical polymerization after forming the hole transport layer by wet application. As described above, the film application method may be appropriately selected depending on the physical properties of the liquid and the process conditions.

【0097】感光層(半導体層)と対極との短絡が生じ
ないように、電荷移動層は、ある程度の厚さを有する
が、厚すぎると光電変換効率上好ましくない。電荷移動
層の厚さは、好ましくは0.05μm以上100μm以
下であり、より好ましくは0.1μm以上50μm以下
である。本発明おいては、電荷移動層は電荷輸送材料を
含有する非電導性の多孔質層である態様も好ましく用い
られる。ここで言う非電導性の多孔質層は、不導体物質
または電荷輸送機能を発現しない半導体物質から成る多
孔質体の層であり、その空隙に電荷輸送材料を含浸す
る。その空隙率は30容積%以上であることが好ましい。
なお、電荷輸送材料は、半導体微粒子により形成された
多孔質の感光層中にも存在することになる。
The charge transfer layer has a certain thickness so as not to cause a short circuit between the photosensitive layer (semiconductor layer) and the counter electrode. However, if the charge transfer layer is too thick, it is not preferable in terms of photoelectric conversion efficiency. The thickness of the charge transfer layer is preferably from 0.05 μm to 100 μm, and more preferably from 0.1 μm to 50 μm. In the present invention, an embodiment in which the charge transfer layer is a non-conductive porous layer containing a charge transport material is also preferably used. The non-conductive porous layer referred to here is a layer of a porous body made of a non-conductive substance or a semiconductor substance that does not exhibit a charge transport function, and impregnates voids with the charge transport material. The porosity is preferably 30% by volume or more.
Note that the charge transport material is also present in the porous photosensitive layer formed by the semiconductor fine particles.

【0098】なお、電荷移動層中の水分としては10,
000ppm以下が好ましく、さらに好ましくは2,0
00ppm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 was 10,
2,000 ppm or less, more preferably 2,0 ppm
It is at most 00 ppm, particularly preferably at most 100 ppm.

【0099】(E)その他の層 特に、電荷移動層に正孔輸送材料を用いる場合、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
塗設しておくことが好ましい。下塗り層として好ましい
のはTiO2、SnO2、Fe2O3、WO3、ZnO、Nb2O5であり、さら
に好ましくはTiO2である。下塗り層は、例えばElectroc
himi. Acta 40, 643-652(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 In particular, when a hole transporting material is used for the charge transfer layer, a dense semiconductor is previously placed between the conductive support and the photosensitive layer in order to prevent a short circuit between the counter electrode and the conductive support. It is preferable to apply the thin film layer as an undercoat layer. Preferred as the undercoat layer are TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , ZnO, and Nb 2 O 5 , more preferably TiO 2 . The undercoat layer is, for example, Electroc
himi. Acta 40, 643-652 (1995) can be applied by a spray pyrolysis method. The preferred thickness of the undercoat layer is 5 to 1000 nm or less, more preferably 10 to 500 nm.

【0100】また、電極として作用する導電性支持体お
よび対極の一方または両方に、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、生産性およ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。
A functional layer such as a protective layer or an antireflection 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 multi-layer coating method, a slide hopper method or an extrusion method is suitable in consideration of productivity and uniformity of a coating film. In forming these functional layers, an evaporation method, a sticking method, or the like can be used depending on the material.

【0101】(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。図2〜図6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. 2 to 6 exemplify an internal structure of a photoelectric conversion element which can be preferably applied to the present invention.

【0102】図2は、反射性の導電層10と透明対極導電
層40a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、対極側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2
0、電荷移動層30および光反射性の対極導電層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、透
明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上にさらに反射性の導電層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11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、透明基板50a上に透明導電層10a、感光層2
0、電荷移動層30および反射性の対極導電層40を設け、
この上に支持基板50を配置したものであり透明導電層側
から光が入射する構造である。図6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および透明対極導電層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。これらの中では、図2、4
および6の形態が好ましい。
FIG. 2 shows a structure in which the photosensitive layer 20 and the charge transfer layer 30 are interposed between the reflective conductive layer 10 and the transparent counter electrode conductive layer 40a, and light is incident from the counter electrode side. It has become. 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 and a photosensitive layer 2 are provided.
0, a charge transfer layer 30 and a light-reflective counter electrode conductive layer 40 are provided in this order, and a support substrate 50 is further disposed, so that light is incident from the transparent conductive layer side. FIG.
Has a reflective conductive layer 10 on a supporting substrate 50, provides a photosensitive layer 20 via an undercoat layer 60, and further has a charge transfer layer 30
And a transparent counter electrode conductive layer 40a, and a transparent substrate 50a partially provided with a metal lead 11 is disposed with the metal lead 11 side inward, so that light is incident from the counter electrode side. FIG. 5 shows a transparent conductive layer 10a and a photosensitive layer 2 on a transparent substrate 50a.
0, a charge transfer layer 30 and a reflective counter electrode conductive layer 40 are provided,
A support substrate 50 is disposed thereon, and has a structure in which light enters from the transparent conductive layer side. FIG. 6 has the conductive layer 10 on the support substrate 50, and provides the photosensitive layer 20 via the undercoat layer 60,
Further provided a charge transfer layer 30 and a transparent counter electrode conductive layer 40a,
The transparent substrate 50a is disposed thereon, and has a structure in which light enters from the counter electrode side. Among them, FIGS.
And configurations of 6 are preferred.

【0103】〔2〕光電池 本発明の光電池は、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り、太陽電池はこれに含ま
れる。光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。導電性支持体およ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。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太陽電池に応用
した場合のモジュール構造について説明する。
[2] Photovoltaic cell The photovoltaic cell of the present invention allows the photoelectric conversion element to work in an external circuit, and includes a solar cell. It is preferable that the side surface of the photovoltaic 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. When the photoelectric conversion element 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 element. Hereinafter, a module structure when the photoelectric conversion element of the present invention is applied to a solar cell will be described.

【0104】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。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
や使用場所および環境により、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 support substrate made of metal, ceramic, or the like, and the cells are covered with a filling resin, protective glass, or the like, and light is taken in from the opposite side of the support substrate. 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.

【0105】代表的なスーパーストレートタイプあるい
はサブストレートタイプのモジュールは、片側または両
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
また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、発生した電力が外部に取り
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
をフィルムまた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、または上記充
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、内部の密封およ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、充填材料および封止材料に可
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 an 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 a protective function is provided by curing the above-mentioned filling resin. 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 inside sealing and the rigidity of the module, and the space between the support substrate and the frame is hermetically sealed with a sealing material. Also,
If 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.

【0106】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、背面基板または背面カバーを
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。
The super-straight type solar cell module has a structure in which, for example, a front substrate sent from a substrate supply device is conveyed by a belt conveyor or the like, and a cell is formed thereon with a sealing material-cell connection lead wire and 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.

【0107】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 transported by a belt conveyor or the like, the cells are sequentially laminated thereon 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.

【0108】モジュール構造の場合、基板上に導電層、
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、P
VD等の半導体プロセス技術、あるいはパターン塗布また
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 Solar Cells, 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 a module structure, a conductive layer is provided on a substrate,
Selective plating, selective etching, CVD, P, etc. so that the photosensitive layer, charge transfer layer, counter electrode, etc. are arranged three-dimensionally and at regular intervals.
Semiconductor process technology such as VD, laser scribing after pattern coating or wide coating, plasma CVM
(Solar Energy Materials and Solar Cells, 48, p373
-381 etc.), and a desired module structure can be obtained by patterning by a mechanical method such as grinding.

【0109】以下にその他の部材や工程について詳述す
る。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、耐候性および防湿性が
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。
The other members and steps will be described below in detail. As a sealing material, weather resistance imparting, electrical insulation imparting,
Various materials such as liquid EVA (ethylene vinyl acetate), film EVA, and a mixture of vinylidene fluoride copolymer and acrylic resin can be used according to the purpose of improving the light collection efficiency and cell protection (impact resistance). It is. It is preferable to use a sealing material having high weather resistance and 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.

【0110】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、液ま
た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 fixing the sealing material on the cell, a method suitable for the physical properties of the material is used. In the case of film-like materials, various methods such as roll pressing, bar coating, spray coating, screen printing, etc. are possible. is there.

【0111】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.

【0112】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.

【0113】また、セルの表面をグルービングまたはテ
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.

【0114】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等を蒸着また
はメッキする方法、セルの最下層にAl−Mgまたは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 light is taken into the module without loss. However, it is also important that light transmitted through the photoelectric conversion layer is reflected and returned efficiently to the photoelectric conversion layer side. is there. As a method of increasing the light reflectance, a method in which a support substrate surface is mirror-polished and then Ag or Al is deposited or plated, and Al-Mg or Al-Ti
For example, a method of forming a texture structure in the lowermost layer by annealing treatment.

【0115】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 inter-cell connection resistance from the viewpoint of suppressing 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.

【0116】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, the cells are sequentially formed by the above-described method while the roll-shaped support is being sent out, cut into a desired size, and the peripheral portion is made flexible and moisture-proof. 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.

【0117】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 of use and environment of use.

【0118】[0118]

【実施例】以下に具体例をあげ、本発明をさらに詳しく
説明するが、発明の主旨を超えない限り、本発明は実施
例に限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the examples unless it exceeds the gist of the invention.

【0119】[実施例1] 1.透明導電性支持体、透明対極の作製 厚さ1.9mmの無アルカリガラスの基板に、CVD法
によってフッ素ドープ型の二酸化スズを全面に均一にコ
ーティングし、厚さ600nm、面抵抗約10Ω/□、
光透過率(500nm)が85%である、導電性二酸化
スズ膜を片面に被覆した透明導電性支持体および透明対
極を形成した。さらに、対極として使用する場合、この
電極の端子部分をマスキングし、塩化白金酸溶液を導電
性表面にスピンコートすることにより塩化白金酸処理し
たものも作製した。(光電池105および205の対極)
[Example 1] 1. Preparation of Transparent Conductive Support and Transparent Counter Electrode A 1.9 mm thick non-alkali glass substrate was uniformly coated with fluorine-doped tin dioxide over the entire surface by a CVD method, and had a thickness of 600 nm and a sheet resistance of about 10 Ω / □. ,
A transparent conductive support having a light transmittance (500 nm) of 85% and having a conductive tin dioxide film coated on one side, and a transparent counter electrode were formed. Further, when used as a counter electrode, a terminal treated with chloroplatinic acid was prepared by masking the terminal portion of this electrode and spin-coating a conductive surface with a chloroplatinic acid solution. (Opposite to photocells 105 and 205)

【0120】2.二酸化チタン粒子含有塗布液の作製 C.J.BarbeらのJ.Am.Ceramic S
oc.80巻,p3157の論文に記載の製造方法に従
い、チタン原料にチタニウムテトライソプロポキシドを
用い、オートクレーブ中での重合反応の温度を230℃
に設定して二酸化チタン濃度11質量%の二酸化チタン
分散物を合成した。得られた二酸化チタン粒子の平均サ
イズは約10nmであった。この分散物に二酸化チタンに
対し30質量%のポリエチレングリコール(分子量2
0,000、和光純薬製)を添加し、混合して塗布液を
得た。
[0120] 2. Preparation of coating solution containing titanium dioxide particles J. J. Barbe et al. Am. Ceramic S
oc. According to the production method described in the article of Vol. 80, p. 3157, titanium tetraisopropoxide is used as a titanium raw material, and the temperature of the polymerization reaction in the autoclave is 230 ° C.
And a titanium dioxide dispersion having a titanium dioxide concentration of 11% by mass was synthesized. The average size of the obtained titanium dioxide particles was about 10 nm. 30% by mass of polyethylene glycol (molecular weight: 2
000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and mixed to obtain a coating solution.

【0121】3.色素を吸着した二酸化チタン電極の作
製 光電池101、103、201および103では、上記1で作製した
透明導電性支持体上に、2で作製した塗布液をドクター
ブレード法で60μmの厚みで塗布し、25℃で30分
間乾燥した後、空気中、電気炉で450℃にて30分間
焼成した。二酸化チタンの塗布量は9g/m2であり、膜厚
は6μmであった。光電池102、104、202および204で
は、上記1の透明導電性支持体上に白金を蒸着した反射
導電性基板上に、同様に2で作製した塗布液をドクター
ブレード法で60μmの厚みで塗布し、25℃で30分
間乾燥した後、空気中、電気炉で550℃にて30分間
焼成した。二酸化チタンの塗布量は、光電池101および1
04用に作成したものと同様に9g/m2であり、膜厚は6μ
mであった。上記電極をドライエアー中に取り出し12
0℃まで冷却した状態で、前記色素材料R−1の有機溶
液(色素3×10-4モル/リットル、溶媒:2−プロパ
ノール)に40℃で12時間浸漬した。色素の染着した
ガラスをエタノールで洗浄し暗所にて自然乾燥させた。
色素の吸着量は、二酸化チタンの塗布面積1m2あたり
およそ1.5×10-3モルであった。
3. Preparation of Titanium Dioxide Electrode Adsorbing Dye In the photovoltaic cells 101, 103, 201 and 103, the coating solution prepared in 2 was coated on the transparent conductive support prepared in 1 above by a doctor blade method to a thickness of 60 μm, After drying at 25 ° C. for 30 minutes, it was baked in air in an electric furnace at 450 ° C. for 30 minutes. The coating amount of titanium dioxide was 9 g / m 2 and the film thickness was 6 μm. In the photovoltaic cells 102, 104, 202, and 204, the coating liquid similarly prepared in 2 was applied to a thickness of 60 μm by a doctor blade method on a reflective conductive substrate obtained by depositing platinum on the transparent conductive support of 1 above. After drying at 25 ° C. for 30 minutes, it was baked in an electric furnace at 550 ° C. for 30 minutes in the air. The amount of titanium dioxide applied was
9 g / m 2 , and a film thickness of 6 μm
m. Take out the electrode in dry air 12
While cooled to 0 ° C., it was immersed in an organic solution of the dye material R-1 (dye 3 × 10 −4 mol / liter, solvent: 2-propanol) at 40 ° C. for 12 hours. The dyed glass was washed with ethanol and dried naturally in the dark.
The amount of the dye adsorbed was about 1.5 × 10 −3 mol per 1 m 2 of the titanium dioxide coated area.

【0122】4.光電池の作製 光電池101、103および201、203では、上述のようにして
作製した透明導電性支持体を有する色増感されたTiO
2電極(2cm×1.5cm)を、これと同じ大きさの
対極(白金蒸着ガラス)と、ポリエチレン製のフレーム
型スペーサー(厚さ20μm)を挟んで、長辺方向に端
子用の末端部である幅2mmを交互に外へ出して重ね合
わせた。セルを受光部であるTiO2透明電極の面を残
して全体をエポキシ樹脂接着剤でシールした。次に、ス
ペーサーの側面に注液用の小孔を空け、電極間の空間に
毛細管現象を利用して、光電池101および103では、電解
液(メトキシアセトニトリル:化合物1:LiI:I
2:t−ブチルピリジン=30:6:1:0.5:5
(質量比))をしみこませた。また、光電池201および2
03では、室温溶融塩電解質(Y7−2:Y8−1:I
2=15:35:1(質量比))をしみこませた。この
ようにして、受光面積が約2cm2であり、導電性ガラ
ス(ガラス上に透明導電剤層が設層されたもの)、色素
増感TiO2層(感光層)、電荷移動層、白金層および
支持体ガラスが順に積層された、対極を光反射性電極と
する構成の光電池を組み立てた。
4. Photovoltaic cell fabrication In photovoltaic cells 101, 103 and 201, 203, a color sensitized TiO having a transparent conductive support fabricated as described above was used.
Two electrodes (2 cm x 1.5 cm) are sandwiched between the counter electrode (platinum-deposited glass) of the same size and a frame-type spacer made of polyethylene (thickness: 20 µm) at the terminal end in the long side direction. A certain width of 2 mm was alternately put outside and superposed. The entire cell was sealed with an epoxy resin adhesive except for the surface of the TiO 2 transparent electrode as a light receiving part. Next, a small hole for liquid injection is made on the side surface of the spacer, and the photovoltaic cells 101 and 103 use the electrolytic solution (methoxyacetonitrile: compound 1: LiI: I
2 : t-butylpyridine = 30: 6: 1: 0.5: 5
(Mass ratio)). Also, photovoltaic cells 201 and 2
03, the room temperature molten salt electrolyte (Y7-2: Y8-1: I
2 = 15: 35: 1 (mass ratio). In this manner, the light receiving area is about 2 cm 2 , conductive glass (a transparent conductive agent layer is provided on the glass), dye-sensitized TiO 2 layer (photosensitive layer), charge transfer layer, platinum layer Then, a photovoltaic cell in which the counter electrode was a light-reflective electrode, in which a support glass was laminated in order, was assembled.

【0123】光電池102、104、105、202、204および205
では、上記3で作製した光反射導電性支持体を有する色
増感されたTiO2電極(2cm×1.5cm)をこれ
と同じ大きさの上記1で作製した透明対極と、ポリエチ
レン製のフレーム型スペーサー(厚さ8μm)を挟ん
で、長辺方向に端子用の末端部である幅2mmを交互に
外へ出して重ね合わせた。セルを受光部である透明対極
の面を残して全体をエポキシ樹脂接着剤でシールした。
次に、スペーサーの側面に注液用の小孔を空け、電極間
の空間に毛細管現象を利用して、光電池102、104および
105では電解液を、光電池202、204および205では溶融
塩電解質をしみこませた。このようにして、受光面積
が約2cm2であり、反射型導電性ガラス(ガラス上に
白金蒸着導電剤層が設層されたもの)、色素増感TiO
2層、電荷移動層、透明対極(ガラス上に透明導電剤層
が設層されたもの)が順に積層された、感光層の導電性
支持体を光反射性の電極とする構成の光電池を組み立て
た。
Photocells 102, 104, 105, 202, 204 and 205
Then, the color-sensitized TiO 2 electrode (2 cm × 1.5 cm) having the light-reflective conductive support prepared in the above 3 was replaced with the transparent counter electrode produced in the above 1 having the same size, and a polyethylene frame. With the mold spacer (8 μm in thickness) interposed therebetween, terminal ends for terminals of 2 mm in width were alternately put outside in the direction of the long side and superposed. The entire cell was sealed with an epoxy resin adhesive except for the surface of the transparent counter electrode serving as a light receiving portion.
Next, a small hole for liquid injection is made on the side surface of the spacer, and the photovoltaic cells 102, 104 and
At 105, the electrolyte was impregnated, and at photocells 202, 204, and 205, the molten salt electrolyte was impregnated. In this way, the light receiving area is about 2 cm 2 , and the reflective conductive glass (a platinum deposited conductive agent layer is provided on the glass), the dye-sensitized TiO 2
Assemble a photovoltaic cell in which two layers, a charge transfer layer, and a transparent counter electrode (a transparent conductive agent layer is provided on glass) are sequentially laminated, and the conductive support of the photosensitive layer is a light-reflective electrode. Was.

【0124】上述のようにして透明導電性支持体上に作
製した色増感された厚さ6μmのTiO2層の光吸収量
に対する電解移動層(電解液)および(溶融塩電解
質)の液厚み2μmおよび14μmの光吸収量の比率
を、色素増感TiO2層の光吸収量を1としたときの相
対値で示すと表1の様であった。
The liquid thickness of the electrolytic transfer layer (electrolyte) and (molten salt electrolyte) with respect to the light absorption of the color-sensitized 6 μm thick TiO 2 layer prepared on the transparent conductive support as described above. Table 1 shows the relative values of the light absorption amounts of 2 μm and 14 μm when the light absorption amount of the dye-sensitized TiO 2 layer was set to 1.

【0125】[0125]

【表1】 [Table 1]

【0126】5.光電変換効率の測定 500Wのキセノンランプ(ウシオ電気)に太陽光シミ
ュレーション用補正フィルター(Oriel社製AM
1.5G)を装着し、電池への入射光強度が100mW
/cm2に調整された模擬太陽光を照射した。作製した光
電池の導電性ガラスと白金蒸着ガラスの末端に設けた端
子に導線でオーミックコンタクトをとり、両電極の電気
応答を電流電圧測定装置(ケースレー製ソースメジャー
ユニット238型)に入力した。光源の照射光を電池の
透明電極側から入射し、光電池を50℃に温調した状態
で、電流―電圧特性を測定した。これにより求められた
光電池の短絡電流(Jsc)、変換効率(η)ならびに電
解液および溶融塩電解質それぞれを用いた光電池のJs
c、ηの比較例との比率を一括して表2に記載した。
5. Measurement of photoelectric conversion efficiency A 500 W xenon lamp (USHIO Inc.) and a correction filter for sunlight simulation (AM manufactured by Oriel)
1.5G), and the incident light intensity on the battery is 100 mW
Simulated sunlight adjusted to / cm 2 was irradiated. An ohmic contact was made with a conductive wire to a terminal provided at the end of the conductive glass and platinum-deposited glass of the fabricated photovoltaic cell, and the electrical response of both electrodes was input to a current / voltage measuring device (Source measure unit 238 made by Keithley). Irradiation light from a light source was incident on the transparent electrode side of the battery, and the current-voltage characteristics were measured with the photocell controlled at 50 ° C. The short-circuit current (Jsc) and the conversion efficiency (η) of the photovoltaic cell thus determined, and the Js of the photovoltaic cell using the electrolytic solution and the molten salt electrolyte, respectively.
Table 2 collectively shows the ratios of c and η to the comparative examples.

【0127】[0127]

【表2】 [Table 2]

【0128】上記の比較用光電池101および102に比べ、
本発明の103および104はともにJscが高く、それに伴っ
て変換効率も高いことがわかる。塩化白金酸液で透明対
極を処理した105は、処理しない104にくらべ改良効果が
大きいことがわかる。また、電荷移動層の安定性が高く
耐久性に優れた溶融塩電解質の場合(光電池201〜205)の
場合でも、比較光電池201および202に比べ、本発明の20
3および204はともにJscが高く、それに伴って変換効率
も高いことがわかる。塩化白金酸液で透明対極を処理し
た205は、処理しない204にくらべ改良効果が大きいこと
がわかる。さらに、Jsc、ηの比較例との比率より、
本発明の構成を用いた光電池での改良効果は、溶融塩電
解質の場合の方が大きいことがわかる。上記実施例の
他、溶融塩電解質に替えて、ゲル電解質を用いた光電池
においても同様の結果が得られた。さらに、光電池を1
0℃に温調した状態で、同様に測定したところ、特に溶
融塩電解質を用いたもので、Jscの増大比率が顕著であ
り、変換効率の温度依存性が少ないことがわかった。
Compared with the above comparative photocells 101 and 102,
It can be seen that Jsc is high in both 103 and 104 of the present invention, and the conversion efficiency is accordingly high. It can be seen that 105 in which the transparent counter electrode was treated with the chloroplatinic acid solution had a greater improvement effect than 104 which was not treated. Further, even in the case of a molten salt electrolyte having a high stability of the charge transfer layer and excellent durability (photovoltaic cells 201 to 205), compared to comparative photovoltaic cells 201 and 202, 20
It can be seen that both 3 and 204 have a high Jsc, and accordingly a high conversion efficiency. It can be seen that 205 obtained by treating the transparent counter electrode with a chloroplatinic acid solution has a greater improvement effect than 204 not treated. Furthermore, from the ratio of Jsc and η to the comparative example,
It can be seen that the improvement effect in the photovoltaic cell using the configuration of the present invention is greater in the case of the molten salt electrolyte. In addition to the above examples, similar results were obtained in a photovoltaic cell using a gel electrolyte instead of the molten salt electrolyte. In addition, one photocell
When the temperature was controlled at 0 ° C., the same measurement was carried out, and it was found that the increase rate of Jsc was remarkable, particularly when a molten salt electrolyte was used, and the temperature dependence of the conversion efficiency was small.

【0129】[0129]

【発明の効果】本発明によって、エネルギー変換効率に
優れた色素増感光電変換素子および光電池が得られる。
According to the present invention, a dye-sensitized photoelectric conversion element and a photovoltaic cell having excellent energy conversion efficiency can be obtained.

【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.

【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 ・・・電荷輸送材料 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 10: conductive layer 10a: transparent conductive layer 11: metal lead 20: photosensitive layer 21: semiconductor fine particles 22: dye 23: charge transport material 30: charge transfer layer 40: Counter conductive layer 40a: Transparent counter conductive layer 50: Substrate 50a: Transparent substrate 60: Undercoat layer

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも第一電極、第二電極、色素に
よって増感された半導体層および電荷移動層を有する光
電変換素子において、第一電極が光反射性であり、第二
電極が光透過性であり、かつ、電荷移動層の光吸収量
が、色素によって増感された半導体層の光吸収量の1/
4以下であることを特徴とする光電変換素子。
1. A photoelectric conversion device having at least a first electrode, a second electrode, a semiconductor layer sensitized by a dye and a charge transfer layer, wherein the first electrode is light-reflective and the second electrode is light-transmissive. And the amount of light absorbed by the charge transfer layer is 1 / th of the amount of light absorbed by the semiconductor layer sensitized by the dye.
A photoelectric conversion element having a density of 4 or less.
【請求項2】 前記光電変換素子において、積層順が、
第一電極、色素によって増感された半導体層、電荷移動
層、第二電極の順であることを特徴とする請求項1に記
載の光電変換素子。
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a stacking order is:
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the first electrode, the semiconductor layer sensitized by the dye, the charge transfer layer, and the second electrode are arranged in this order.
【請求項3】 半導体の増感に用いる色素の少なくとも
1種が800nmより長波に吸収を持つことを特徴とする請
求項1または2に記載の光電変換素子。
3. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein at least one of the dyes used for sensitizing the semiconductor has absorption at a wavelength longer than 800 nm.
【請求項4】 前記半導体層が半導体微粒子からなる多
孔質層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載の光電変換素子。
4. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein said semiconductor layer is a porous layer made of semiconductor fine particles.
【請求項5】 前記電荷移動層中の電荷輸送材料にゲル
電解質、溶融塩電解質または固体電解質を用いることを
特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光電変換素
子。
5. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a gel electrolyte, a molten salt electrolyte or a solid electrolyte is used as the charge transport material in the charge transfer layer.
【請求項6】 前記電荷移動層が非電導性の多孔質体お
よび電荷輸送材料からなることを特徴とする請求項1〜
5のいずれかに記載の光電変換素子。
6. The charge transfer layer according to claim 1, wherein the charge transfer layer comprises a nonconductive porous material and a charge transport material.
6. The photoelectric conversion element according to any one of 5.
【請求項7】 前記第二電極を対極として用い、かつ、
その表面を塩化白金酸処理するかまたは白金微粒子を付
着させたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記
載の光電変換素子。
7. Use of the second electrode as a counter electrode, and
The photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface thereof is treated with chloroplatinic acid or platinum fine particles are attached.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の光電変
換素子を用いた光電池。
8. A photovoltaic cell using the photoelectric conversion element according to claim 1.
【請求項9】 請求項8の光電池からなる光電池モジュ
ール。
9. A photovoltaic module comprising the photovoltaic cell according to claim 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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