JP2001320068A - Transparent photoelectric converting element, photo cell using the same, optical sensor and window glass - Google Patents

Transparent photoelectric converting element, photo cell using the same, optical sensor and window glass

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JP2001320068A
JP2001320068A JP2000132948A JP2000132948A JP2001320068A JP 2001320068 A JP2001320068 A JP 2001320068A JP 2000132948 A JP2000132948 A JP 2000132948A JP 2000132948 A JP2000132948 A JP 2000132948A JP 2001320068 A JP2001320068 A JP 2001320068A
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JP
Japan
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photoelectric conversion
transparent
conversion element
light
layer
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Application number
JP2000132948A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Miyasaka
力 宮坂
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a see-through type photoelectric converting element and a photo cell in which a high beam transmissivity is compatible with a superior photoelectric converting function, and to provide an optical sensor using the element and interior goods which have an optical poser generating function especially a window glass. SOLUTION: This photoelectric converting element is constituted by at least a transparent conductive layer, a semiconductor layer, a charge transfer layer and a transparent counter electrode. The transparent photoelectric converting element has features having more than 80% that the beam transparent part area has a ratio of more than 80% of the whole photo sensitive part relating to photoelectric conversion, and has a wavelength region which indicates a beam transmissivity of over 10% between 400 to 700 nm wavelength.

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】本発明は光電変換(光発電)
と光センシングの技術分野に関連し、エネルギー変換効
率に優れた光学的に透明な薄層型光電変換素子に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to photoelectric conversion (photoelectric power generation).
The present invention relates to an optically transparent thin-layer photoelectric conversion element having excellent energy conversion efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】光電変換素子は、エネルギー変換と光セ
ンシングの産業分野で広く利用されており、その種類
は、Siのp−n接合や化合物半導体のヘテロ接合を用
いる高感度固体接合素子を代表とし広範囲に及ぶ。太陽
光発電用のphotovoltaic(PV)cellとしては現在、単
結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコ
ン、テルル化カドミウムやセレン化インジウム銅等の化
合物半導体の固体接合を用いる太陽電池が、実用の主力
技術となっている。これらの既存技術の中で性能とコス
トの比において最も有力とされるアモルファスシリコン
太陽電池は、800nmまでの可視光を利用でき、0.7V以
上の開回路電圧と10%に近いエネルギー変換効率を与え
る。これらの固体接合型電池は同時に、光センシング
や、画像入力とデジタルイメージングの目的でも利用さ
れている。
2. Description of the Related Art Photoelectric conversion devices are widely used in the industrial fields of energy conversion and light sensing, and are represented by high-sensitivity solid-state junction devices using Si pn junctions or compound semiconductor heterojunctions. And widespread. Currently, photovoltaic (PV) cells for photovoltaic power generation use solar cells using solid junctions of single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and compound semiconductors such as cadmium telluride and indium copper selenide. It has become. Among these existing technologies, amorphous silicon solar cells, which are the most powerful in terms of performance and cost ratio, can use visible light up to 800 nm, open circuit voltage of 0.7 V or more and energy conversion efficiency close to 10%. give. At the same time, these solid-junction batteries are also used for light sensing, image input and digital imaging.

【0003】しかし、社会のニーズが多様化すると、光
電変換機能を持つと同時に、素子に入力される光情報
(画像)や光エネルギーの一部を第二の目的に同時に利
用することができる素子やシステムが要求される。例え
ば、太陽エネルギー利用においては光電変換と蓄熱を同
時に行うことのできるソーラーシステムがコジェネレー
ションの1手段として重要となる。この目的では、光電
変換に利用されなかった波長領域の光を光電変換を担う
部分に閉じ込めることなく、効率良く透過させて下層の
装置で熱に変換して蓄える技術が必要になり、光電変換
を行う部分に光透過性が要求される。また、光電変換機
能を持つ材料を窓ガラスやインテリア用として使う場
合、材料は透明性の高いシートとして供給され、透けて
見える景色や画像が(目視的に)均一で質の高いことが
必要となる。
[0003] However, as the needs of society diversify, an element which has a photoelectric conversion function and can simultaneously use a part of optical information (image) and light energy inputted to the element for a second purpose. And systems are required. For example, in the use of solar energy, a solar system that can simultaneously perform photoelectric conversion and heat storage is important as one means of cogeneration. For this purpose, there is a need for a technology for efficiently transmitting light in a wavelength region that has not been used for photoelectric conversion to a portion that performs photoelectric conversion, transmitting the light efficiently, converting the heat into heat in a lower-layer device, and storing the heat. Light transmissivity is required for the part to be performed. In addition, when a material with a photoelectric conversion function is used for window glass or interiors, the material must be supplied as a highly transparent sheet, and the visible scenery and images must be (visually) uniform and of high quality. Become.

【0004】しかし、シリコンや化合物半導体を光電変
換材料に用いる固体接合太陽電池は基本的に不透明であ
るためにこの点において応用が難しい。そこで、固体接
合光電池を光透過性とするために、光電池の不透明部分
に一定間隔で小孔やスリットを設けて入射光の一部を透
過させるメッシュ型構造の光電池が提案されているが、
この方法では受光面積の一部を光透過口(光電変換能の
ない穴)に置き換えているために、光透過量を増やす一
方で単調に受光量すなわち光電変換効率が低下する。し
たがって、十分な光電変換効率を維持しながら光透過性
を上げることが困難である。
However, solid-junction solar cells using silicon or a compound semiconductor as a photoelectric conversion material are basically opaque, and are difficult to apply in this respect. Therefore, in order to make the solid junction photovoltaic cell light-transmitting, a mesh-type photovoltaic cell has been proposed in which small holes or slits are provided at regular intervals in opaque portions of the photovoltaic cell and a part of incident light is transmitted.
In this method, since a part of the light receiving area is replaced with a light transmitting port (a hole having no photoelectric conversion ability), the light transmitting amount is increased, while the light receiving amount, that is, the photoelectric conversion efficiency is reduced monotonously. Therefore, it is difficult to increase light transmittance while maintaining sufficient photoelectric conversion efficiency.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、比較
的高いエネルギー変換効率を保持しつつ、光学的に透明
な性質を持つ新規な光電変換素子、光電池(例えば太陽
電池)を提供することであり、とくに、高い光透過性と
優れた光電変換機能を両立したシースルー型の光電変換
素子および光電池を提供することである。さらには、こ
れを用いた光センサー、及び光発電機能を有するインテ
リア用品、特に窓ガラスを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel photoelectric conversion element and a photovoltaic cell (for example, a solar cell) having an optically transparent property while maintaining a relatively high energy conversion efficiency. In particular, it is an object of the present invention to provide a see-through type photoelectric conversion element and a photovoltaic cell having both high light transmittance and excellent photoelectric conversion function. It is still another object of the present invention to provide an optical sensor using the same and an interior article having a photovoltaic function, particularly a window glass.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、少なくとも透明導電層、半導体
層、電荷移動層、透明対極から構成される光電変換素子
であって、光電変換にかかわる全受光部のうち光透過性
部分の面積比率が80%以上であり、かつ、前記光透過性
部分は波長400〜700nmの間に光透過率10%以上を示す
波長領域を有するよう設計することで、高い光透過性と
優れた光電変換機能を両立したシースルー型の光電変換
素子が得られることを見出し、本発明に想到した。
As a result of intensive studies in view of the above-mentioned objects, the present inventors have developed a photoelectric conversion element comprising at least a transparent conductive layer, a semiconductor layer, a charge transfer layer, and a transparent counter electrode. The light-transmitting portion has an area ratio of 80% or more among all the light-receiving portions involved, and the light-transmitting portion is designed to have a wavelength region showing a light transmittance of 10% or more between wavelengths of 400 to 700 nm. As a result, they have found that a see-through type photoelectric conversion element having both high light transmittance and excellent photoelectric conversion function can be obtained, and arrived at the present invention.

【0007】すなわち、本発明の光電変換素子は、透明
な半導体電極を用いることにより、可視光の領域におい
て光透過性を示す部分の面積比率を80%以上としたこと
を特徴とする。従来の不透明部分に小孔やスリットを設
けてメッシュ型構造とする方法では、光電変換効率低下
の問題から、光透過性部分の割合は実用的に50%が上限
であったが、本発明は透明半導体電極を用いることによ
り光透過性部分の割合を高めることを可能とするもので
ある。
That is, the photoelectric conversion element of the present invention is characterized in that the transparent semiconductor electrode is used so that the area ratio of the portion exhibiting light transmittance in the visible light region is 80% or more. In the conventional method of providing a mesh structure by providing small holes or slits in an opaque portion, the upper limit of the ratio of the light transmitting portion is practically 50% due to the problem of lowering the photoelectric conversion efficiency. By using a transparent semiconductor electrode, it is possible to increase the ratio of the light transmitting portion.

【0008】また、本発明の光電池(太陽電池)、光セ
ンサー並びに窓ガラスは、本発明の光電変換素子を用い
たものである。
The photovoltaic cell (solar cell), photosensor and window glass of the present invention use the photoelectric conversion element of the present invention.

【0009】本発明は下記条件を満たすことにより、一
層優れた光電変換効率を有する光電変換素子が得られ
る。
According to the present invention, when the following conditions are satisfied, a photoelectric conversion element having more excellent photoelectric conversion efficiency can be obtained.

【0010】(1) 光電変換にかかわる全受光部のう
ち、光透過性の部分が占める面積比率が90%以上99%以
下であることが好ましい。
(1) It is preferable that an area ratio occupied by a light-transmitting portion of all the light receiving portions involved in photoelectric conversion is 90% or more and 99% or less.

【0011】(2) 光電変換にかかわる全受光部のう
ち、光透過性でない部分に、電極の導電性向上のための
金属リードを設けることが好ましい。
(2) It is preferable that a metal lead for improving the conductivity of the electrode is provided in a non-light-transmitting portion of all light-receiving portions involved in photoelectric conversion.

【0012】(3) 光透過率が10%以上を示す波長領
域を、好ましくは500〜700nm、より好ましくは600〜7
00nmの間に有することが好ましい。
(3) The wavelength range in which the light transmittance shows 10% or more is preferably 500 to 700 nm, more preferably 600 to 7 nm.
It is preferably between 00 nm.

【0013】(4) 光透過率が20%以上を示す波長領
域を、400〜700nm、好ましくは500〜700nm、より好
ましくは600〜700nmの間に有することが好ましい。
(4) It is preferable that the wavelength region having a light transmittance of 20% or more is between 400 and 700 nm, preferably between 500 and 700 nm, more preferably between 600 and 700 nm.

【0014】(5) 透明導電層の厚さが0.02〜10μm
であり、半導体層の厚さが0.1〜25μmであり、電荷移
動層の厚さが0.001〜50μmであり、透明対極の厚さが
0.02〜10μmであることが好ましい。
(5) The thickness of the transparent conductive layer is 0.02 to 10 μm
The thickness of the semiconductor layer is 0.1 to 25 μm, the thickness of the charge transfer layer is 0.001 to 50 μm, and the thickness of the transparent counter electrode is
It is preferably from 0.02 to 10 μm.

【0015】(6) 透明導電層及び透明対極は、イン
ジウム−スズ複合酸化物又は酸化スズにフッ素をドープ
した化合物からなることが好ましい。
(6) The transparent conductive layer and the transparent counter electrode are preferably made of a compound obtained by doping fluorine into indium-tin composite oxide or tin oxide.

【0016】(7) 半導体層は、半導体微粒子からな
ることが好ましい。
(7) The semiconductor layer is preferably made of semiconductor fine particles.

【0017】(8) 半導体層は、色素増感されている
ことが好ましい。
(8) The semiconductor layer is preferably dye-sensitized.

【0018】(9) 半導体層は、n型半導体からなる
ことが好ましく、特にチタン酸化物、亜鉛酸化物、スズ
酸化物、タングステン酸化物およびニオブ酸化物から選
ばれる少なくとも1種以上のn型半導体であることが好
ましい。
(9) The semiconductor layer is preferably made of an n-type semiconductor, and in particular, at least one or more n-type semiconductors selected from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, tungsten oxide and niobium oxide It is preferred that

【0019】(10) 電荷移動層が、イオン伝導性電
解質又は室温溶融塩電解質であることが好ましい。
(10) The charge transfer layer is preferably an ion conductive electrolyte or a room temperature molten salt electrolyte.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の光電変換素子は、少なく
とも透明導電層、半導体層、電荷移動層、透明対極から
構成され、光電変換にかかわる全受光部に対して80%以
上の光透過性部分を有するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The photoelectric conversion device of the present invention comprises at least a transparent conductive layer, a semiconductor layer, a charge transfer layer, and a transparent counter electrode, and has a light transmittance of 80% or more with respect to all light-receiving portions involved in photoelectric conversion. It has a portion.

【0021】本発明において、「光透過性」とは、目視
で光透過性が十分に確認できる性質を示し、具体的には
可視の波長領域である400nm〜700nmの範囲において、光
透過率が10%以上を示す波長の領域が少なくとも1箇所
含まれること意味するものである。ここで、光透過率
は、素子の光電変換にかかわる部分の受光面を分析のた
めの単色光に対して垂直に置き、透過光を積分球で集光
して測定を行い、得られた透過光強度/入射光強度の比
(百分率)で表す。
In the present invention, the term “light transmittance” refers to a property by which the light transmittance can be sufficiently confirmed by visual observation. Specifically, the light transmittance is within a visible wavelength range of 400 nm to 700 nm. This means that at least one region of a wavelength indicating 10% or more is included. Here, the light transmittance is measured by collecting the transmitted light with an integrating sphere, placing the light-receiving surface of the portion of the element related to photoelectric conversion perpendicular to the monochromatic light for analysis, and measuring the light transmission. Expressed as a ratio (percentage) of light intensity / incident light intensity.

【0022】本発明においては500〜700nmの領域、特に
600〜700nmの領域において光透過性であることが好まし
い。また可視波長領域(400〜700nm)において、光透
過性の波長領域の合計が30%以上、特に50%以上を占め
ることが好ましい。また、上記光透過率は、好ましくは
20%以上であり、さらに好ましくは30%以上である。可
視波長領域におけるの光の積分透過率(すなわち、400
〜700nmの入射強度の和に対する透過強度の和の比
率)は、用途にもよるが、好ましくは30%〜70%であ
り、より好ましくは40%〜60%である。また、400nm
未満及び700nm超の波長の光は、本発明の透明光電変
換素子の用途により、透過してもしなくても構わない。
例えば、透過した赤外線を積極的に活用する場合は、透
過する素子構成とし、赤外線を遮蔽したい場合は、吸収
する素子構成とすることができる。
In the present invention, the region of 500 to 700 nm, especially
It is preferable that the film is light-transmissive in the region of 600 to 700 nm. In the visible wavelength region (400 to 700 nm), it is preferable that the total of the light transmitting wavelength regions accounts for 30% or more, particularly 50% or more. Further, the light transmittance is preferably
It is at least 20%, more preferably at least 30%. The integrated transmittance of light in the visible wavelength region (ie, 400
The ratio of the sum of the transmission intensities to the sum of the incident intensities of up to 700 nm) is preferably 30% to 70%, and more preferably 40% to 60%, although it depends on the application. Also, 400nm
Light having a wavelength of less than 700 nm or more than 700 nm may or may not be transmitted depending on the use of the transparent photoelectric conversion element of the present invention.
For example, when the transmitted infrared rays are actively used, the transmitted light may have an element configuration, and when the infrared rays should be shielded, the absorbed element configuration may be used.

【0023】〔1〕透明光電変換素子 本発明の透明光電変換素子は、少なくとも1層の半導体
層を感光層として有する。本発明の透明光電変換素子の
構成は、本発明を特定する光透過性の条件を満たせば、
固体接合型(単結晶、アモルファス等)でもよく、ま
た、半導体はそれ自身感光性を持っていても色素により
増感しても構わないが、好ましくは図1に示すように、
透明導電層10、下塗り層60、感光層20、電荷移動層30、
対極透明導電層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。感光層は、1層でも多層構成でもよい。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。また透明光電変換素子に強度を付与するため、透明
導電層10側および/または対極透明導電層40側に、透明
基板50を設けてもよい。以下本発明では、透明導電層10
および任意で設ける透明基板50からなる層を「透明導電
性支持体」、対極透明導電層40および任意で設ける透明
基板50からなる層を「透明対極」と呼ぶ。この透明光電
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
ものが光電池である。本発明の透明光電変換素子におい
ては、光は片側または両側から入射し、感光層によって
その一部が吸収されて光電変換が行われ、そして反対側
に透過する。
[1] Transparent photoelectric conversion element The transparent photoelectric conversion element of the present invention has at least one semiconductor layer as a photosensitive layer. The configuration of the transparent photoelectric conversion element of the present invention, as long as it satisfies the condition of light transmittance that specifies the present invention,
Solid-junction type (single crystal, amorphous, etc.) may be used, and the semiconductor may itself have photosensitivity or may be sensitized by a dye, but preferably, as shown in FIG.
Transparent conductive layer 10, undercoat layer 60, photosensitive layer 20, charge transfer layer 30,
The counter electrode transparent conductive layer 40 is laminated in this order, and the photosensitive layer 20 is dye 22
Semiconductor particles 21 sensitized by
And a charge transporting material 23 that has penetrated into the gap between the two. The photosensitive layer may have a single-layer structure or a multilayer structure. The charge transport material 23 is composed of the same components as the materials used for the charge transfer layer 30. Further, in order to impart strength to the transparent photoelectric conversion element, a transparent substrate 50 may be provided on the transparent conductive layer 10 side and / or the counter electrode transparent conductive layer 40 side. Hereinafter, in the present invention, the transparent conductive layer 10
The layer composed of the optional transparent substrate 50 is referred to as a “transparent conductive support”, and the layer composed of the counter electrode transparent conductive layer 40 and the optional transparent substrate 50 is referred to as a “transparent counter electrode”. A photovoltaic cell connects the transparent photoelectric conversion element to an external circuit to perform work. In the transparent photoelectric conversion element of the present invention, light enters from one side or both sides, a part of the light is absorbed by the photosensitive layer, photoelectric conversion is performed, and the light is transmitted to the other side.

【0024】図1に示す本発明の透明光電変換素子にお
いて、半導体微粒子がn型半導体である場合、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
らに拡散により透明導電層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、
透明導電層10中の電子が外部回路で仕事をしながら対極
透明導電層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(光アノ
ード)として働く。半導体微粒子がp型の場合は、励起
された色素は正孔を半導体微粒子の価電子体に注入し、
感光層は正極(光カソード)として働く。なお、それぞ
れの層の境界(例えば透明導電層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
対極透明導電層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 transparent photoelectric conversion device of the present invention shown in FIG. 1, when the semiconductor fine particles are an n-type semiconductor, the light incident on the photosensitive layer 20 containing the semiconductor fine particles 21 sensitized by the dye 22 The excited, high-energy electrons in the excited dye 22 and the like are transferred to the conduction band of the semiconductor fine particles 21 and further reach the transparent conductive layer 10 by diffusion. Then the dye
Molecules such as 22 are oxidized. In photovoltaic cells,
The electrons in the transparent conductive layer 10 return to an oxidized substance such as the dye 22 through the counter-electrode transparent 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 (photo anode). When the semiconductor particles are p-type, the excited dye injects holes into the valence body of the semiconductor particles,
The photosensitive layer acts as a positive electrode (photocathode). In addition, at the boundaries of the respective layers (for example, the boundary between the transparent conductive layer 10 and the photosensitive layer 20, the boundary between the photosensitive layer 20 and the charge transfer layer 30, the boundary between the charge transfer layer 30 and the counter electrode transparent conductive layer 40, etc.) The constituent components of each layer may be mutually diffused and mixed. Hereinafter, each layer will be described in detail.

【0025】(A)透明導電性支持体 透明導電性支持体は、透明導電層とそれを担持する透明
基板の2層によって構成される。透明導電層に用いる導
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など)が挙げられる。このなか
で光学的透明性の点から好ましいものは、導電性金属酸
化物(特にフッ素をドーピングした二酸化スズ)であ
る。
(A) Transparent conductive support The transparent conductive support is composed of two layers, a transparent conductive layer and a transparent substrate supporting the transparent conductive layer. As the conductive agent used for the transparent conductive layer, metal (for example, platinum, gold, silver, copper, aluminum, rhodium, indium, etc.), carbon, or conductive metal oxide (indium-tin composite oxide, tin oxide doped with fluorine) Etc.). Among these, a conductive metal oxide (particularly tin dioxide doped with fluorine) is preferable from the viewpoint of optical transparency.

【0026】導電性支持体は表面抵抗が低い程良い。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 / □.

【0027】透明導電性支持体は実質的に透明であるこ
とが必要であり、400〜700nmの波長範囲において、光
の透過率が10%以上である領域を有する。好ましくは、
400〜800nmの波長範囲において光透過率は、50%以上
であるのが好ましく、70%以上であるのが特に好まし
い。
The transparent conductive support is required to be substantially transparent, and has a region having a light transmittance of 10% or more in a wavelength range of 400 to 700 nm. Preferably,
The light transmittance in the wavelength range of 400 to 800 nm is preferably at least 50%, particularly preferably at least 70%.

【0028】十分な透明性を確保し、かつ、高い導電性
を持たせるために、導電性金属酸化物の塗布量は支持体
1m2当たり0.01〜100gとするのが好ましい。その導電層
の厚さは0.02〜10μm程度が好ましい。
In order to ensure sufficient transparency and to provide high conductivity, the amount of the conductive metal oxide applied is preferably 0.01 to 100 g per 1 m 2 of the support. The thickness of the conductive layer is preferably about 0.02 to 10 μm.

【0029】透明導電性支持体としては、ガラスまたは
プラスチック等の透明基板の表面に導電性金属酸化物か
らなる透明導電層を塗布、スパッタリング、蒸着等によ
り形成したものが好ましい。ガラスは、光電変換素子や
光電池の用途に応じて、種々のガラスを選択することが
できる。コスト的にはソーダ石灰フロートガラスが好ま
しい。また低コストでフレキシブルな光電変換素子また
は太陽電池とするには、透明ポリマーフィルムに導電層
を設けたものを用いるのがよい。透明ポリマーフィルム
の材料としては、テトラアセチルセルロース(TAC)、
ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナ
フタレート(PEN)、シンジオタクチックポリステレン
(SPS)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリカー
ボネート(PC)、ポリアリレート(PAr)、ポリスルフ
ォン(PSF)、ポリエステルスルフォン(PES)、ポリエ
ーテルイミド(PEI)、環状ポリオレフィン、ブロム化
フェノキシ等がある。
The transparent conductive support is preferably formed by applying a transparent conductive layer made of a conductive metal oxide on the surface of a transparent substrate such as glass or plastic, by sputtering, vapor deposition or the like. Various glasses can be selected according to the use of the photoelectric conversion element or the photovoltaic cell. Soda lime float glass is preferred in terms of cost. For a low-cost and flexible photoelectric conversion element or solar cell, a transparent polymer film provided with a conductive layer is preferably used. Transparent polymer film materials include tetraacetyl cellulose (TAC),
Polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndiotactic polysterene (SPS), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC), polyarylate (PAr), polysulfone (PSF), polyester sulfone (PES) , Polyetherimide (PEI), cyclic polyolefin, brominated phenoxy and the like.

【0030】透明導電性支持体の抵抗を下げる目的で、
金属リードを格子状、平行線状等のパターンで設けるこ
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い。金属リー
ドは透明基板に蒸着、スパッタリング等で設置し、その
上にフッ素をドープした酸化スズ、またはITO膜等の透
明導電層を設けるのが好ましい。また透明導電層を透明
基板に設けた後、透明導電層上に金属リードを設置して
もよい。いずれにしても透明導電層と電気的に接合させ
た構成とする。
For the purpose of lowering the resistance of the transparent conductive support,
It is preferable that the metal leads be provided in a pattern such as a lattice shape or a parallel line shape. The material of the metal lead is aluminum, copper,
Metals such as silver, gold, platinum and nickel are preferred. The metal lead is preferably provided on a transparent substrate by vapor deposition, sputtering, or the like, and a transparent conductive layer such as fluorine-doped tin oxide or an ITO film is preferably provided thereon. After the transparent conductive layer is provided on the transparent substrate, a metal lead may be provided on the transparent conductive layer. In any case, the structure is such that it is electrically connected to the transparent conductive layer.

【0031】金属リードを設置した部分は、普通、不透
明となるために、本発明の素子の透明開口率(光電変換
にかかわる全受光部のうち、光透過性の部分の占める面
積の割合をいう。ここで、光電変換にかかわる全受光部
とは、光電変換可能な前述の積層構造を有する領域のこ
とである。)を減じる結果になる。したがって、金属リ
ードが受光面積に占める割合は、20%以内であること
が必要である。抵抗を減少させて光電変換効率を改善す
る効果との兼ね合いから、1%以上10%以下が好まし
い。具体的には、線幅が10μmから1mm、厚さが0.1μ
mから5μmの配線として、適切な間隔を隔てて設けら
れる。
Since the portion where the metal lead is provided is usually opaque, the transparent aperture ratio of the device of the present invention (refers to the ratio of the area occupied by the light transmissive portion of all the light receiving portions involved in photoelectric conversion). Here, the total light receiving portion related to the photoelectric conversion is a region having the above-described stacked structure capable of performing the photoelectric conversion.) Therefore, the ratio of the metal lead to the light receiving area needs to be within 20%. It is preferably 1% or more and 10% or less in view of the effect of reducing the resistance and improving the photoelectric conversion efficiency. Specifically, the line width is 10 μm to 1 mm, and the thickness is 0.1 μm.
The wiring is provided at a suitable interval as a wiring of m to 5 μm.

【0032】(B)感光層 感光層において、半導体は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
の電子または正孔を受け取り、伝達する役割を担う。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。
(B) Photosensitive Layer In the photosensitive layer, the semiconductor acts as a photoreceptor, absorbs light to separate charges, and generates electrons and holes. In a dye-sensitized semiconductor, light absorption and thus generation of electrons and holes mainly occur in the dye, and the semiconductor is responsible for receiving and transmitting the electrons or holes. 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.

【0033】(1)半導体 半導体としては、単体半導体、III-V系化合物半導体、
金属のカルコゲニド(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) Semiconductors Semiconductors include simple semiconductors, III-V based compound semiconductors,
Metal chalcogenides (oxides, sulfides, selenides, etc.) or compounds having a perovskite structure (eg, strontium titanate, calcium titanate, sodium titanate, barium titanate, potassium niobate, etc.) can be used. it can.

【0034】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.

【0035】本発明に用いる半導体の好ましい具体例
は、TiO2、SnO2、Fe2O3、WO3、ZnO、Nb2O5、V2O5、Cd
S、ZnS、PbS、Bi2S3、FeS2、CdSe 、ZnSe、SnSe、CdT
e、GaP、InP、GaAs、TiSrO3、KTiO3、CuInS2、CuInSe2
等であり、より好ましくはTiO2、SnO 2、WO3、ZnOまたは
Nb2O5であり、最も好ましくはTiO2である。これらの材
料は2種以上を混合して用いてもよく、また混晶や固溶
体などの複合体として用いてもよい。
Preferred specific examples of the semiconductor used in the present invention
Is TiOTwo, SnOTwo, FeTwoOThree, WOThree, ZnO, NbTwoOFive, VTwoOFive, Cd
S, ZnS, PbS, BiTwoSThree, FeSTwo, CdSe, ZnSe, SnSe, CdT
e, GaP, InP, GaAs, TiSrOThree, KTiOThree, CuInSTwo, CuInSeTwo
Etc., more preferably TiOTwo, SnO Two, WOThree, ZnO or
NbTwoOFiveAnd most preferably TiOTwoIt is. These materials
料 2 以上 2 2 2 2 2 2
It may be used as a complex such as a body.

【0036】本発明に用いる半導体は単結晶でも多結晶
でも、またアモルファスでもよい。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、半導体微粒子を用いて多孔質膜とすることが特に好
ましい。
The semiconductor used in the present invention may be single crystal, polycrystal, or amorphous. A single crystal is preferable from the viewpoint of conversion efficiency, but a polycrystal is preferable from the viewpoint of manufacturing cost, securing of raw materials, energy payback time, and the like, and a porous film using semiconductor fine particles is particularly preferable.

【0037】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0.01〜20μm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 determined 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 20 μm.

【0038】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 which 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.

【0039】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 a method for producing semiconductor fine particles, Sakuhana Shizuo's "Sol-Gel Method Science" Agne Shofusha (1998), Technical Information Association "Sol-Gel Method for Thin Film Coating" (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.

【0040】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 a chloride oxyhydrogen salt are preferable, but furthermore, Manabu Kiyono's “Titanium oxide physical properties and 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.

【0041】(2)半導体微粒子層の形成 半導体微粒子を導電性支持体上に塗布するには、通常、
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。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) Formation of Semiconductor Fine Particle Layer In order to coat semiconductor fine particles on a conductive support, usually,
In addition to the method of applying a dispersion or colloid solution of semiconductor fine particles on a conductive support, the aforementioned sol-gel method or the like is 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,
The coating method and the printing method are typical.

【0042】分散媒としては、水又は各種の有機溶媒
(例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコ
ール、ジクロロメタン、アセトン、アセトニトリル、酢
酸エチル等)が使用可能である。分散の際、必要に応じ
てポリマー、界面活性剤、酸、キレート剤等を分散助
剤、空隙コントロール剤等の目的で用いてもよい。
As the dispersion medium, water or various organic solvents (eg, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, dichloromethane, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, etc.) can be used. At the time of dispersion, a polymer, a surfactant, an acid, a chelating agent and the like may be used as necessary for the purpose of a dispersing aid, a void controlling agent and the like.

【0043】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。
The application method includes a roller method and a dip method as an application system, an air knife method and a blade method as a metering system.
-4589, the wire bar method, US Patent 268
The slide hopper method, extrusion method, curtain method, and the like described in Nos. 1294, 2761419, and 2761791 are preferable. As a general-purpose machine, a spin method or a spray method is also preferable.

【0044】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.

【0045】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。本発明では、光透過性を確保する必要があり、
この観点では、半導体微粒子層は薄い方が好ましい。し
たがって、半導体微粒子層の好ましい厚さは0.1〜25μm
であり、より好ましくは0.3〜20μmであり、さらに好ま
しくは0.5〜15μmであり、特に好ましくは1〜10μmで
ある。半導体微粒子の支持体1m2当たり塗布量は0.1〜3
0gが好ましく、1〜12g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. In the present invention, it is necessary to ensure light transmittance,
From this viewpoint, the semiconductor fine particle layer is preferably thin. Therefore, the preferred thickness of the semiconductor fine particle layer is 0.1 to 25 μm
, More preferably 0.3 to 20 μm, still more preferably 0.5 to 15 μm, and particularly preferably 1 to 10 μm. Support 1 m 2 per coating amount of the semiconductor fine particles 0.1 to 3
0 g is preferable, and 1 to 12 g is more preferable.

【0046】上記の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、加熱処理を施す。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。透明支持体に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は、熱処理温度
は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
在下あるいは紫外線照射下での加熱処理等により可能と
なる。
After the above-mentioned semiconductor fine particles are coated on the conductive support, the semiconductor fine particles are brought into electronic contact with each other, and a heat treatment is performed to improve the strength of the coating film and the adhesion to the support. Apply. Preferred heating temperature range is 40
℃ 700 or less, more preferably 100 ℃ 600
It is below ° C. When a support having a low melting point or softening point, such as a polymer film, is used for the transparent support, the heat treatment temperature is preferably as low as possible. The lowering of the temperature can be achieved by the above-described combined use of semiconductor fine particles having a size of 5 nm or less, heat treatment in the presence of a mineral acid, or irradiation with ultraviolet rays.

【0047】半導体微粒子層は、色素の吸着量を増やす
目的で表面積が大きいことが好ましく、表面積が層の投
影面積に対して与える比(roughness factor)が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 particle layer preferably has a large surface area for the purpose of increasing the amount of dye adsorbed, and the ratio (roughness factor) given by the surface area to the projected area of the layer is preferably 10 times or more. It is preferably at least two times. The upper limit is not particularly limited, but is usually about 1000 times.

【0048】(3)色素 感光層に用いる増感色素としては、有機金属錯体色素、
ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素またはメチ
ン色素が好ましい。具体的には可視の波長領域である40
0nm〜700nmの間に光透過率10%以上を示す波長の領域を
有することになるように増感色素を選択する。光電変換
素子の可視領域における透明性を保持し、且つ、光電変
換可能な波長域をできるだけ広くして変換効率を上げる
ため、可視波長領域外にピークを有する二種類以上の色
素を混合してもよい。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
んでもよい。
(3) Dyes Sensitizing dyes used in the photosensitive layer include organometallic complex dyes,
Porphyrin dyes, phthalocyanine dyes or methine dyes are preferred. Specifically, it is the visible wavelength range of 40
The sensitizing dye is selected so as to have a wavelength range showing a light transmittance of 10% or more between 0 nm and 700 nm. To maintain the transparency in the visible region of the photoelectric conversion element, and to increase the conversion efficiency by widening the wavelength region capable of photoelectric conversion as much as possible, even if two or more dyes having a peak outside the visible wavelength region are mixed. Good. The dyes to be mixed and the ratio thereof may be selected so as to match the wavelength range and the intensity distribution of the target light source.

【0049】こうした色素は半導体微粒子の表面に対し
て吸着能力の有る適当な結合基(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。
Such a dye is a suitable interlocking group capable of adsorbing to the surface of the semiconductor fine particles.
It is preferable to have Preferred linking groups include
COOH group, OH group, SO 3 H group, a cyano group, -P (O) (OH) 2 group, -OP
(O) (OH) 2 groups or chelating groups having π conductivity such as oximes, dioximes, hydroxyquinolines, salicylates and α-ketoenolates. Among them, a COOH group, a -P (O) (OH) 2 group and a -OP (O) (OH) 2 group are particularly preferable. These groups may form a salt with an alkali metal or the like, or may form an intramolecular 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.

【0050】以下、感光層に用いる好ましい増感色素を
具体的に説明する。 (a)有機金属錯体色素 色素が金属錯体色素である場合、金属原子はルテニウム
Ruであるのが好ましい。ルテニウム錯体色素としては、
例えば米国特許4927721号、同4684537号、同5084365
号、同5350644号、同5463057号、同5525440号、特開平7
-249790号、特表平10-504512号、世界特許98/50393号等
に記載の錯体色素が挙げられる。
Hereinafter, preferred sensitizing dyes for use in the photosensitive layer will be specifically described. (A) Organic metal complex dye When the dye is a metal complex dye, the metal atom is ruthenium
Ru is preferred. Ruthenium complex dyes include:
For example, U.S. Pat.Nos. 4,492,721, 4,684,537, 5,084,365
No. 5,350,644, No. 5463057, No. 5,525,440, JP-A-7
-249790, Japanese Translation of PCT International Publication No. 10-504512, and the complex dyes described in World Patent No. 98/50393.

【0051】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、A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-10:
Further, the ruthenium complex dye used in the present invention is preferably represented by the following general formula (I): (A 1 ) p Ru (Ba) (Bb) (Bc) (I) In the general formula (I), A 1 is C
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-10:

【0052】[0052]

【化1】 Embedded image

【0053】(ただし、R11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。
(Provided that R 11 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, An unsubstituted aralkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a carboxylic acid group, a phosphate group (these acid groups may form a salt), and an alkyl group And the alkyl part of the aralkyl group may be linear or branched, and the aryl part of the aryl group and 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.

【0054】有機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 organometallic complex dye are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0055】[0055]

【化2】 Embedded image

【0056】[0056]

【化3】 Embedded image

【0057】[0057]

【化4】 Embedded image

【0058】(b)メチン色素 本発明に使用する色素の好ましいメチン色素は、シアニ
ン色素、メロシアニン色素、スクワリリウム色素などの
ポリメチン色素である。本発明で好ましく用いられるポ
リメチン色素の例は、特開平11-35836号、特開平11-158
395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 Compou
nds-Cyanine Dyes and Related 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「ヘテロサイクリック・コ
ンパウンズ−スペシャル・トピックス・イン・ヘテロサ
イクリック・ケミストリー(Heterocyclic Compounds-Sp
ecial topics in heterocyclic 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(John Wiley & Sons)社−ニューヨーク、
ロンドン、1977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369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
ompany Inc.)社刊、ニューヨーク、英国特許第1,077,61
1号、Ukrainskii Khimicheskii Zhurnal, 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 Preferred methine dyes for use in the present invention are polymethine dyes such as cyanine dyes, merocyanine dyes, and squarylium dyes. Examples of the polymethine dye preferably used in the present invention, JP-A-11-35836, JP-A-11-158
No. 395, JP-A-11-163378, JP-A-11-214730, JP-A-11-214731, European Patents 892411 and 911841. The synthesis of these dyes is described in FM Hamer, Heterocyclic Compounds-Cyanine Soybeans and Related Compounds (Heterocyclic Compounds).
nds-Cyanine Dyes and Related Compounds), John Wiley & Sons
New York, London, 1964, DM
DMSturmer, Heterocyclic Compounds-Special Topics in Heterocyclic Compounds-Sp
ecial topics in heterocyclic chemistry), Chapter 18
Chapter 14, Sections 482-515, John Wiley & Sons, Inc.- New York,
London, 1977, "Rod's Chemistry of
Carbon Compounds (Rodd's Chemistry of Carbon)
Vol.IV, part B, 1977, Chapter 15,
369-422, Elsevier Science Public Company, Inc.
ompany Inc.), New York, UK Patent 1,077,61
No. 1, Ukrainskii Khimicheskii Zhurnal, Volume 40, Volume 3
Issue, pp. 253-258, Dyes and Pigments, Vol. 21, 227-
It is described on page 234 and the references cited in these references.

【0059】この他、フタロシアニンおよびナフタロシ
アニンとその誘導体、金属フタロシアニン、金属ナフタ
ロシアニンとその誘導体、テトラフェニルポルフィリン
やテトラアザポルフィリンを含むポルフィリン類とその
誘導体、金属ポルフィリンとその誘導体、なども好まし
く用いることができる。さらに、色素レーザー用に用い
られる色素類も本発明に用いることができる。
In addition, phthalocyanine and naphthalocyanine and derivatives thereof, metal phthalocyanine, metal naphthalocyanine and derivatives thereof, porphyrins including tetraphenylporphyrin and tetraazaporphyrin and derivatives thereof, and metal porphyrin and derivatives thereof are also preferably used. Can be. Further, dyes used for dye lasers can also be used in the present invention.

【0060】(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。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、スプレー法等がある。色素を溶解す
る溶媒として好ましいのは、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 immersing 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 or may be heated and refluxed as described in JP-A-7-249790. Examples of the latter coating method include a wire bar method, a slide hopper method, an extrusion method, a curtain method, a spin method, and a spray method. Preferred solvents for dissolving the dye include, 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, etc.), dimethyl sulfoxide, amides (N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.), N-methyl Pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.),
Examples include carbonates (diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), ketones (acetone, 2-butanone, cyclohexanone, etc.), hydrocarbons (hexane, petroleum ether, benzene, toluene, etc.) and mixed solvents thereof. .

【0061】色素の全吸着量は、多孔質半導体電極基板
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の範囲であるのが好まし
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。また、色素間の凝集などの相
互作用を低減する目的で、無色の化合物を色素に添加
し、半導体微粒子に共吸着させてもよい。この目的で有
効な化合物は界面活性な性質、構造をもった化合物であ
り、例えば、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。
The total amount of the dye adsorbed is preferably 0.01 to 100 mmol per unit surface area (1 m 2 ) of the porous semiconductor electrode substrate. The amount of the dye adsorbed on the semiconductor fine particles is preferably in the range of 0.01 to 1 mmol per 1 g of the semiconductor fine particles. With such an amount of dye adsorbed, a sufficient sensitizing effect in the 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. For the purpose of reducing the interaction such as aggregation between the dyes, a colorless compound may be added to the dyes and co-adsorbed to the semiconductor fine particles. Compounds effective for this purpose are compounds having surface-active properties and structures, such as steroid compounds having a carboxyl group (for example, chenodeoxycholic acid).

【0062】余分な色素の除去を促進する目的で、色素
を吸着した後にアミン類を用いて半導体微粒子の表面を
処理してもよい。好ましいアミン類としてはピリジン、
4-t-ブチルピリジン、ポリビニルピリジン等が挙げられ
る。これらが液体の場合はそのまま用いてもよいし、有
機溶媒に溶解して用いてもよい。
For the purpose of promoting the removal of excess dye, the surface of the semiconductor fine particles may be treated with 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.

【0063】(C)電荷移動層 電荷移動層は色素の酸化体に電子を補充する機能を有す
る電荷輸送材料を含有する層である。本発明では、光透
過性を確保する必要があり、電荷移動層は薄い方が好ま
しい。電荷移動層の好ましい厚さは0.001〜50μmであ
り、より好ましくは0.1〜30μmであり、特に好ましくは
0.5〜20μmである。
(C) Charge Transfer Layer The charge transfer layer is a layer containing a charge transporting material having a function of replenishing an oxidized dye with electrons. In the present invention, it is necessary to ensure light transmittance, and the charge transfer layer is preferably thin. The preferred thickness of the charge transfer layer is 0.001 to 50 μm, more preferably 0.1 to 30 μm, particularly preferably
0.5 to 20 μm.

【0064】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。
Examples of typical charge transporting materials that can be used in the present invention include, as an ion transporting material, a solution (electrolytic solution) in which redox couple ions are dissolved, and a redox couple solution in a polymer matrix gel. A so-called gel electrolyte, a molten salt electrolyte containing an oxidation-reduction counter ion, and a solid electrolyte. 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.

【0065】(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
点から本発明の目的に最も好ましい。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 most preferable for the purpose of the present invention 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
No., JP-A-8-259543, Electrochemistry, Vol. 65, No. 11, 923
Known iodine salts such as pyridinium salts, imidazolium salts, and triazolium salts described on page (1997) can be used.

【0066】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).

【0067】[0067]

【化5】 Embedded image

【0068】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。Qy 1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。
In the general formula (Ya), Q y1 is 5
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. The 5-membered ring formed by Q y 1 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, and is preferably an oxazole ring, a thiazole ring or It is more preferably 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.

【0069】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.

【0070】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. .

【0071】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.

【0072】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.

【0073】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.

【0074】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−、
PF6−、ClO4−、(CF3SO2)2N−、(CF3CF2SO2)2N−、CF 3S
O3−、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
May be used in combination.
Can be used in combination with a molten salt in which
Wear. As the anion to replace the iodine anion,
Halide ions (Cl-, Br-, etc.), NSC-, BFFour−,
PF6−, ClOFour−, (CFThreeSOTwo)TwoN−, (CFThreeCFTwoSOTwo)TwoN-, CF ThreeS
OThree−, CFThreeCOO−, PhFourB−, (CFThreeSOTwo)ThreeExamples where C- etc. are preferred
(CFThreeSOTwo)TwoN- or BFFour-
Is more preferable. In addition, other iodine salts such as LiI are added.
You can also.

【0075】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.

【0076】[0076]

【化6】 Embedded image

【0077】[0077]

【化7】 Embedded image

【0078】[0078]

【化8】 Embedded image

【0079】[0079]

【化9】 Embedded image

【0080】[0080]

【化10】 Embedded image

【0081】[0081]

【化11】 Embedded image

【0082】[0082]

【化12】 Embedded image

【0083】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
であるのが好ましく、90質量%以上であるのが特に好ま
しい。また、塩のうち、50質量%以上がヨウ素塩である
ことが好ましい。
It is preferable not to use a solvent for the molten salt electrolyte. Although the solvent described below may be added, the content of the molten salt is preferably at least 50% by mass, particularly preferably at least 90% by mass, based on the entire electrolyte composition. Further, it is preferable that 50% by mass or more of the salt is an iodine salt.

【0084】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 based on the whole electrolyte composition. Is more preferred.

【0085】(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.

【0086】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 0.1 M or more and 15 M or less, more preferably 0.2 M or more and 10 M 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.

【0087】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 may be a compound having low viscosity and improving ionic mobility, or having high dielectric constant and improving the effective carrier concentration to exhibit excellent ionic conductivity. desirable. Examples of such solvents include ethylene carbonate, carbonate compounds such as propylene carbonate, heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, dioxane, ether compounds such as diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, and polyethylene. Chain ethers such as glycol dialkyl ether and polypropylene glycol dialkyl ether, alcohols such as methanol, ethanol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl ether and polypropylene glycol monoalkyl ether, ethylene glycol, Propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene Glycol, polyhydric alcohols such as glycerin, acetonitrile, glutarodinitrile, methoxy acetonitrile, propionitrile, nitrile compounds such as benzonitrile, dimethyl sulfoxide, can be used aprotic polar substances such as sulfolane, water, and the like.

【0088】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-ルチジンなどの塩基
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), a basic compound such as ter-butylpyridine, 2-picoline or 2,6-lutidine can also be added. A preferred concentration range when a basic compound is added is 0.05M or more and 2M or less.

【0089】(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 Revi ews-1および2 " ( J.R.MacCal
lum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.,
46,779(1943), J. Am. Chem. Soc., 111,5542(1989),
J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1993, 390, Angew. Ch
em. Int. Ed. Engl., 35,1949(1996), Chem. Lett., 19
96, 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 method 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. When gelling by polymer addition, use "Po
lymer Electrolyte Revews-1 and 2 "(JRMacCal
(co-edited by lum and CA Vincent, ELSEVIER APPLIED SCIENCE)
Can be used, and particularly, polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride can be preferably used. When gelling by adding an oil gelling agent, use J. Chem Soc. Japan, Ind. Chem.Sec.,
46,779 (1943), J. Am. Chem. Soc., 111,5542 (1989),
J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1993, 390, Angew. Ch.
em. Int. Ed. Engl., 35, 1949 (1996), Chem. Lett., 19
96, 885, J. Chm. Soc., Chem. Commun., 1997, 545, but preferred compounds are those having an amide structure in the molecular structure.

【0090】(4)正孔輸送材料 本発明では、溶融塩などのイオン伝導性電解質の替わり
に、有機または無機あるいはこの両者を組み合わせた固
体の正孔輸送材料を使用することができる。
(4) Hole transporting material In the present invention, a solid hole transporting material such as an organic or inorganic material or a combination thereof can be used instead of an ion-conductive electrolyte such as a molten salt.

【0091】(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。
(A) Organic hole transporting material The organic hole transporting material applicable to the present invention includes 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.

【0092】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. 199
7,9,N0.7,p557)、ヘキサドデシルドデシチオフェン(Ang
ew.Chem. Int. 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(J
ACS,Vol120, 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. 1997, p471)、" Handbook of Organic Conduct
ive Molecules 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。
Further, α-octylthiophene and α, ω
-Dihexyl-α-octylthiophene (Adv. Mater. 199
7,9, N0.7, p557), hexadodecyldodecithiophene (Ang
ew.Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, No. 3, p303-307),
2,8-dihexylanthra [2,3-b: 6,7-b '] dithiophene (J
Oligothiophene compounds such as ACS, Vol120, N0.4, 1998, p664-672), polypyrrole (K. Murakoshi et al.,; Chem.
Lett. 1997, p471), "Handbook of Organic Conduct
ive Molecules and Polymers Vol.1,2,3,4 "(by NALWA,
Polyacetylene and its derivatives, poly (p-phenylene) and its derivatives, poly (p-phenylenevinylene) and its derivatives, polythienylenevinylene and its derivatives, polythiophene and its derivatives, polyaniline and its Conductive polymers such as derivatives, polytoluidine and derivatives thereof can be preferably used.

【0093】正孔(ホール)輸送材料にはNature,Vol.3
95, 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[(CFSO)N]のような塩を
添加しても構わない。
Nature, Vol. 3
95, 8 Oct. 1998, p583-585, to add a compound containing a cation radical such as tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate to control the dopant level, A salt such as Li [(CF 3 SO 2 ) 2 N] may be added to control the potential of the oxide semiconductor surface (compensate for the space charge layer).

【0094】(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。この目的のp型無機化合物半導体
は、バンドギャップが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の正孔を
還元できる条件から、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。使用する色素によっ
て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。好ましい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
物半導体の例としてはCuI, CuSCN, CuInSe2, Cu(In,Ga)
Se2, CuGaSe2, Cu2O, CuS, CuGaS2, CuInS2, CuAlSe2
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。このほかのp型無機化合物半
導体として、GaP、NiO、CoO、FeO、Bi2O3、MoO2、Cr2O3
等を用いることができる。
(B) Inorganic Hole Transport Material As the inorganic hole transport material, a p-type inorganic compound semiconductor can be used. The p-type inorganic compound semiconductor for this purpose preferably has a band gap of 2 eV or more,
Further, it is preferably 2.5 eV or more. Further, the ionization potential of the p-type inorganic compound semiconductor needs to be smaller than the ionization potential of the dye adsorption electrode from the condition that the holes of the dye can be reduced. Although the preferred range of the ionization potential of the p-type inorganic compound semiconductor varies depending on the dye used, it is generally preferably 4.5 eV or more and 5.5 eV or less, and more preferably 4.7 eV or more and 5.3 eV or less. Preferred p-type inorganic compound semiconductors are compound semiconductors containing monovalent copper, and examples of compound semiconductors containing monovalent copper include CuI, CuSCN, CuInSe 2 , Cu (In, Ga)
Se 2 , CuGaSe 2 , Cu 2 O, CuS, CuGaS 2 , CuInS 2 , CuAlSe 2 and the like. Among them, CuI and CuSCN are preferable, and CuI is most preferable. Other p-type inorganic compound semiconductors include GaP, NiO, CoO, FeO, Bi 2 O 3 , MoO 2 , Cr 2 O 3
Etc. can be used.

【0095】p型無機化合物半導体を含有する電荷移動
層の好ましいホール移動度は10-4cm 2/V・sec以上104cm2
/V・sec以下であり、さらに好ましくは10-3cm2/V・sec
以上103cm2/V・sec以下である。また、電荷移動層の好
ましい導電率は10-8S/cm以上10 2S/cm以下であり、さら
に好ましくは10-6S/cm以上10S/cm以下である。
Charge transfer containing p-type inorganic compound semiconductor
Preferred hole mobility of the layer is 10-Fourcm Two/ Vsec or more 10FourcmTwo
/ Vsec or less, more preferably 10-3cmTwo/ V ・ sec
More than 10ThreecmTwo/ V · sec or less. In addition, the charge transfer layer
Good conductivity is 10-8S / cm or more 10 TwoS / cm or less
Preferably 10-6It is not less than S / cm and not more than 10 S / cm.

【0096】(D)透明対極 本発明の素子の対極には、前記の透明導電性支持体と同
様に光学的に透明な導電性材料と必要に応じて透明基板
が用いられる。対極透明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、などの
薄膜、または導電性金属酸化物が挙げられる。この中で
も好ましいのは透明な性質を持つ導電性金属酸化物(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)である。好ましい透明基板の例は、透明導
電性支持体の項で述べた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透明対極
として用いる。対極透明導電層の厚さは特に制限されな
いが、0.02〜10μmが好ましい。対極導電層が金属製で
ある場合は、透明となるように薄層にする。対極の表面
抵抗は低い程よい。好ましい表面抵抗の範囲としては80
Ω/□以下であり、さらに好ましくは20Ω/□以下であ
る。透明導電性支持体と同様にして、金属リードを設け
るのが好ましい。
(D) Transparent Counter Electrode An optically transparent conductive material and, if necessary, a transparent substrate are used for the counter electrode of the device of the present invention, similarly to the above-mentioned transparent conductive support. Examples of the conductive material used for the counter electrode transparent conductive layer include a thin film of metal (for example, platinum, gold, silver, copper, aluminum, magnesium, rhodium, indium, or the like), carbon, or a conductive metal oxide. Among them, preferred are conductive metal oxides having a transparent property (indium-tin composite oxide, tin oxide doped with fluorine, and the like). A preferred example of the transparent substrate is glass or plastic described in the section of the transparent conductive support, and the conductive agent is applied or vapor-deposited on the glass or plastic and used as a transparent counter electrode. The thickness of the counter electrode transparent conductive layer is not particularly limited, but is preferably 0.02 to 10 μm. When the counter electrode conductive layer is made of metal, the counter electrode conductive layer is made thin so as to be transparent. The lower the surface resistance of the counter electrode, the better. A preferred surface resistance range is 80
Ω / □ or less, and more preferably 20 Ω / □ or less. It is preferable to provide a metal lead in the same manner as the transparent conductive support.

【0097】(E)その他の層 対極と導電性支持体の短絡を防止するため、または、導
電層の電解質による劣化を防止する目的等により、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、た
とえばElectrochimica Acta 40, 643-652(1995)に記載
されているスプレーパイロリシス法やスパッタ法などに
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であり、10〜500nmがさらに好ましい。また、
感光層と対極層との間に電気的短絡防止のためのスペー
サー層を設けることもできる。
(E) Other layers In order to prevent a short circuit between the counter electrode and the conductive support, or to prevent the conductive layer from being deteriorated by the electrolyte, a dense space is previously provided between the conductive support and the photosensitive layer. It is preferable to coat a semiconductor thin film layer as an undercoat layer. Preferred as the undercoat layer are TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , ZnO, Nb 2 O 5
And more preferably TiO 2 . The undercoat layer can be applied by, for example, a spray pyrolysis method or a sputtering method described in Electrochimica Acta 40, 643-652 (1995). The preferred thickness of the undercoat layer is
It is 5 to 1000 nm, more preferably 10 to 500 nm. Also,
A spacer layer for preventing electrical short circuit may be provided between the photosensitive layer and the counter electrode layer.

【0098】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、紫外線吸
収層等の機能性層を設けてもよい。このような機能性層
の形成には、スライドホッパー法やエクストルージョン
法などの塗布法のほか、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, an antireflection layer, or an ultraviolet absorbing layer may be provided on one or both of the conductive support serving as an electrode and the counter electrode. In order to form such a functional layer, in addition to a coating method such as a slide hopper method or an extrusion method, an evaporation method or a sticking method can be used depending on the material.

【0099】(F)光電変換素子の内部構造の具体例 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。積層構成の具体例を図2〜5に示す。
(F) Specific Example of Internal Structure of Photoelectric Conversion Element The internal structure of the photoelectric conversion element can take various forms according to the purpose. 2 to 5 show specific examples of the laminated structure.

【0100】図2は、無色透明な基板50の片面に透明導
電層10を介して色素増感多孔質半導体からなる感光層20
が被覆され、その下層に電荷移動層30が置かれ、最下層
には対極として光透過性の対極導電層40を担持した透明
基板50が配置され、これらの電極層が互いに電気的接合
をとって積層された構造のセルである。透明導電層の10
と40は同じ物質であっても異なってもよく、それらの基
板50も同じであっても異なっていても(例えば、ガラス
と透明プラスチックフィルムの組合せ)よい。図3の構
成は、2種の感光層が用いられる例である。無色透明な
支持体50の両面に透明導電層10を介して感光層20aと感
光層20bが被覆され、それぞれの外側に電荷移動層30が
置かれ、両方の最外部には対極として対極透明導電層40
を設けた無色透明な支持体50が配置された2組の光電変
換素子からなる構成である。この素子において、2種の
感光層は感光波長領域の異なる感光層であってもよい
し、感光波長領域の同じ感光層であってもよい。図4の
光電変換素子は、図3と同様に2組の光電変換素子から
構成されるが、内側に透明対極を、外側に感光層および
透明導電性支持体を配置したものである。図5は、図2
の積層構成の透明導電性支持体および透明対極に、金属
リード11を挿入させた構成である。なお、図ではわかり
やすいように金属リードの幅を強調してあるが、その占
有面積(光入射側から見たときの)は、20%以下とす
る。
FIG. 2 shows a photosensitive layer 20 made of a dye-sensitized porous semiconductor on one side of a colorless and transparent substrate 50 via a transparent conductive layer 10.
A charge transfer layer 30 is placed underneath, and a transparent substrate 50 carrying a light-transmitting counter electrode conductive layer 40 as a counter electrode is disposed as the lowermost layer, and these electrode layers are electrically connected to each other. This is a cell having a stacked structure. Transparent conductive layer 10
And 40 may be the same or different, and their substrates 50 may be the same or different (eg, a combination of glass and a transparent plastic film). The configuration in FIG. 3 is an example in which two types of photosensitive layers are used. The photosensitive layer 20a and the photosensitive layer 20b are coated on both sides of the colorless and transparent support 50 with the transparent conductive layer 10 interposed therebetween, and the charge transfer layer 30 is placed outside each of them. Tier 40
This is a configuration comprising two sets of photoelectric conversion elements on which a colorless and transparent support 50 provided with is provided. In this device, the two types of photosensitive layers may be photosensitive layers having different photosensitive wavelength regions or may be the same photosensitive layer having the same photosensitive wavelength region. The photoelectric conversion element shown in FIG. 4 is composed of two sets of photoelectric conversion elements as in FIG. 3, except that a transparent counter electrode is disposed inside, and a photosensitive layer and a transparent conductive support are disposed outside. FIG.
In this configuration, metal leads 11 are inserted into the transparent conductive support and the transparent counter electrode having the laminated structure described above. Although the width of the metal lead is emphasized in the figure for easy understanding, the occupied area (when viewed from the light incident side) is set to 20% or less.

【0101】本発明の光電変換素子は透明であるため、
いずれの側からも光を入射させることができるが、発電
効率を上げるためには、透明導電性支持体側(即ち、感
光層側)から、より強い光が入射するように配置するの
が好ましい。たとえば、窓ガラスに応用する場合、図2
の構成のとき、透明導電性支持体を屋外に向け、透明対
極を室内に向けるのが好ましい。
Since the photoelectric conversion element of the present invention is transparent,
Light can be incident from either side, but in order to increase the power generation efficiency, it is preferable to arrange so that stronger light is incident from the transparent conductive support side (that is, the photosensitive layer side). For example, when applied to window glass, FIG.
In the configuration described above, it is preferable that the transparent conductive support is directed outdoors and the transparent counter electrode is directed indoors.

【0102】〔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。光電池のうち、特に太陽光のもとで発電させ
るようにしたものが太陽電池である。本発明の光電変換
素子を屋外の太陽電池に適用する場合、その透過光を他
のシステム(赤外線を利用した蓄熱システム、屋根から
の採光など)に利用することができる。本発明の光透過
性の光電変換素子は、特に窓ガラスとして用いたり、あ
るいは従来の窓ガラスに貼り付けるフィルム状の光電変
換素子として利用することにより、適度な透明性と遮光
性を有した窓の機能、発電機能およびカラフルなインテ
リア機能等を兼ね備えた「光発電ガラス」を構成するこ
とができる。
[2] Photovoltaic cell The photovoltaic cell of the present invention is such that the above-mentioned photoelectric conversion element works in an external circuit. It is preferable that the side surface of the 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. Among the photovoltaic cells, those that generate power under the sunlight in particular are solar cells. When the photoelectric conversion element of the present invention is applied to an outdoor solar cell, the transmitted light can be used for other systems (a heat storage system using infrared rays, lighting from a roof, and the like). The light-transmissive photoelectric conversion element of the present invention is used as a window glass, particularly when used as a window glass or as a film-like photoelectric conversion element to be attached to a conventional window glass, so that the window has appropriate transparency and light shielding properties. , A power generation function, a colorful interior function, etc.

【0103】[3]光センサー 本発明の光電変換素子は、光透過型の光センサーとして
も利用することができる。特に、画素単位の配列を有す
る大面積センサー(即ち、位置敏感型のセンサー)とし
て、特徴ある応用が可能である。例えば、建物や装置の
窓あるいは機器の前面に本発明の光電変換素子を置き、
光の透過性を保持したまま、外部の光や明るさ及びその
分布をモニターし、この情報を機器の制御にフィードバ
ックして、目的とする事象をコントロールすることが可
能となる。
[3] Optical Sensor The photoelectric conversion element of the present invention can also be used as a light transmission type optical sensor. In particular, a characteristic application is possible as a large-area sensor having an array of pixel units (that is, a position-sensitive sensor). For example, the photoelectric conversion element of the present invention is placed on a window of a building or a device or on the front of a device,
It is possible to monitor external light, brightness and its distribution while maintaining the light transmittance, and feed back this information to the control of the device to control a target event.

【0104】また、上記の光センサーをひとつの画素と
して、これを二次元的に複数個配列させることにより、
イメージセンサーを形成することができる。これによ
り、二次元の画像情報を電気信号として得ることができ
る。
Further, by arranging a plurality of the above optical sensors as one pixel and two-dimensionally arranging them,
An image sensor can be formed. Thereby, two-dimensional image information can be obtained as an electric signal.

【0105】[0105]

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本
実施例では、図5の層構成からなる透明な光電池を下記
の手順で組み立てた。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In this example, a transparent photovoltaic cell having the layer configuration shown in FIG. 5 was assembled according to the following procedure.

【0106】1.透明導電性支持体および透明対極の作
製 SiO2膜を担持した厚さ80μmのPETシートの片面
をリードパターンを設けたポリイミドフィルムのマスク
で覆い、真空蒸着法によってマスクを介して白金を蒸着
し、幅0.4mm、厚さ500nmの白金リードパターンを作
成した。この上に、真空スパッタリング法により酸化イ
ンジウムスズ(ITO)の薄膜を全面に均一にコーティ
ングし、厚さ200nm、面抵抗約8Ω/□、光透過率が9
0%(波長500nm)の導電性ITO膜を、リードパター
ンを設けた支持体の片面に被覆し、透明導電性支持体
(透明対極)を形成した。この透明導電性支持体(透明
対極)は、透明開口率(支持体全面積に対し、リードパ
ターンを除いた面積が占める割合)が93%であった。
1. Production of transparent conductive support and transparent counter electrode One side of an 80 μm thick PET sheet supporting a SiO 2 film is covered with a polyimide film mask provided with a lead pattern, and platinum is vapor-deposited through a mask by a vacuum vapor deposition method. A platinum lead pattern having a width of 0.4 mm and a thickness of 500 nm was prepared. A thin film of indium tin oxide (ITO) is uniformly coated on the entire surface by vacuum sputtering, and has a thickness of 200 nm, a sheet resistance of about 8Ω / □, and a light transmittance of 9 mm.
One side of the support provided with the lead pattern was coated with a conductive ITO film of 0% (wavelength 500 nm) to form a transparent conductive support (transparent counter electrode). The transparent conductive support (transparent counter electrode) had a transparent aperture ratio (a ratio of the area excluding the lead pattern to the entire area of the support) of 93%.

【0107】2.二酸化チタン粒子含有塗布液の調製 C.J.BarbeらのJ.Am.Ceramic Soc.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重量
%の二酸化チタン分散物を合成した。得られた二酸化チ
タン粒子の一次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重量%のポリエチレ
ングリコール(平均分子量20,000、和光純薬製)を添加
し、混練して粘性の塗布液を得た。
2. Preparation of Coating Solution Containing Titanium Dioxide Particles According to the production method described in the article of CJ Barbe et al., J. Am. Ceramic Soc. Was set at 230 ° C. to synthesize a titanium dioxide dispersion having a titanium dioxide concentration of 11% by weight. The average size of the primary particles of the obtained titanium dioxide particles was about 10 nm.
To this dispersion, 30% by weight of polyethylene glycol (average molecular weight: 20,000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) based on titanium dioxide was added and kneaded to obtain a viscous coating solution.

【0108】3.二酸化チタン電極の作製 上記1で作製した透明導電性支持体のITO被覆面側に
上記2の塗布液をドクターブレード法で50μmの厚みで
塗布し、25℃で60分間乾燥した後、紫外線の照射下150
℃で60分間加熱処理してPETシート支持体上に多孔質
の二酸化チタンの薄層を形成した。二酸化チタンの被覆
量は4g/m2であり、膜厚は3μmであった。
3. Preparation of Titanium Dioxide Electrode The transparent conductive support prepared in 1 above was coated with the coating solution of 2 above in a thickness of 50 μm by a doctor blade method on the ITO-coated side, dried at 25 ° C. for 60 minutes, and irradiated with ultraviolet rays. Lower 150
Heat treatment was performed at 60 ° C. for 60 minutes to form a thin layer of porous titanium dioxide on the PET sheet support. The coating amount of titanium dioxide was 4 g / m 2 , and the film thickness was 3 μm.

【0109】4.色素吸着溶液の調製 長波長側に750nmまで吸収を持ち、青色〜緑色領域に
吸収ピークを有する増感色素として、前述具体例のRu
錯体色素(色素R−1)を、乾燥したアセトニトリル:
t-ブタノール(1:1)の混合溶媒に濃度3×10-4mo
l/Lで溶解して、色素吸着溶液を調製した。
4. Preparation of Dye Adsorption Solution As a sensitizing dye having absorption up to 750 nm on the long wavelength side and having an absorption peak in a blue to green region, Ru of the above-described specific example is used.
The complex dye (dye R-1) was dried with acetonitrile:
Concentration of 3 × 10 -4 mo in a mixed solvent of t-butanol (1: 1)
The dye was dissolved at 1 / L to prepare a dye adsorption solution.

【0110】5.色素の吸着 上記の二酸化チタン電極を、上記の吸着用色素溶液に浸
漬して、攪拌下40℃で3時間放置した。このようにして
二酸化チタン微粒子層に色素を吸着させたのち、電極を
アセトニトリルで洗浄し、色素増感二酸化チタン電極を
作製した。
5. Adsorption of Dye The above titanium dioxide electrode was immersed in the above dye solution for adsorption, and left at 40 ° C. for 3 hours with stirring. After the dye was adsorbed on the titanium dioxide fine particle layer in this way, the electrode was washed with acetonitrile to prepare a dye-sensitized titanium dioxide electrode.

【0111】6.光電池の作製 色素増感TiO2電極のTiO2層の一部を掻き落とし
て、受光面積12.0cm2(3.0×4.0cm)の受光層を形
成した。なお、受光面内には、受光面の3.0cmの辺に
平行に5mmのピッチ(周期)で幅0.4mmの白金リー
ドが配列された形状となった。この二酸化チタン電極と
透明対極(1.で作製したもの)を、図5の層構成にし
たがって感光層と対極透明導電層とが互いに向かい合う
ように(白金リードが互いに重なって向かい合うよう
に)重ね合わせた。これらの基板の間には、フレーム形
状のスペーサーとして熱圧着性のポリエチレンフイルム
(厚さ10μm)を感光層を取り囲むように挿入して重ね
合わせ、スペーサー部分を120℃に加熱し積層された複
数の基板を圧着して固定した。さらにセルのエッジ部を
エポキシ樹脂接着剤でシールした。
6. Preparation of Photocell A part of the TiO 2 layer of the dye-sensitized TiO 2 electrode was scraped off to form a light receiving layer having a light receiving area of 12.0 cm 2 (3.0 × 4.0 cm). In the light receiving surface, a platinum lead having a width of 0.4 mm was arranged at a pitch (period) of 5 mm in parallel with the 3.0 cm side of the light receiving surface. The titanium dioxide electrode and the transparent counter electrode (produced in 1.) are overlapped so that the photosensitive layer and the counter electrode transparent conductive layer face each other (so that the platinum leads overlap and face each other) according to the layer configuration of FIG. Was. Between these substrates, as a frame-shaped spacer, a thermocompression-bonding polyethylene film (thickness: 10 μm) was inserted so as to surround the photosensitive layer and overlapped, and the spacer portion was heated to 120 ° C. and laminated. The substrate was fixed by crimping. Further, the edge of the cell was sealed with an epoxy resin adhesive.

【0112】次に、スペーサーのコーナー部にあらかじ
め設けた電解液注液用の小孔を通して、Y7-2/Y8-1/ヨウ素
=15:35:1(重量比)の組成から成る室温溶融塩電解質組成
物を50℃のもとで毛細管現象を利用して電極間の空間に
しみこませた。以上のセル組立て工程と、電解液注入の
工程をすべて上記の露点-60℃の乾燥空気中で実施し
た。溶融塩の注入後、真空下でセルを数時間吸引し、セ
ル内部の脱気を行い、終了後に注液用の小孔を低融点ガ
ラスで封じた。以上のようにして、透明プラスチックを
支持体とする本発明の透明光電変換素子(透明光電池)
を作製した(実施例3)。
Next, Y7-2 / Y8-1 / iodine was passed through a small hole for injecting an electrolytic solution previously provided at a corner of the spacer.
= 15: 35: 1 (weight ratio), a room temperature molten salt electrolyte composition was infiltrated into the space between the electrodes at 50 ° C by utilizing the capillary phenomenon. All of the above-described cell assembling step and the electrolyte injecting step were performed in the above-described dry air at a dew point of −60 ° C. After the injection of the molten salt, the cell was suctioned for several hours under vacuum to deaerate the inside of the cell, and after completion, the small hole for injection was sealed with low-melting glass. As described above, the transparent photoelectric conversion element (transparent photocell) of the present invention using a transparent plastic as a support
Was fabricated (Example 3).

【0113】同様な方法で、増感色素として、上記の実
施例で用いたR−1に替えて900nmまでの可視領域に
吸収をもつ長波長色素R−10を用いて本発明の透明光電
変換素子を作製した(実施例4)。さらに、白金リード
のないものとパターンを変更したもの、二酸化チタン層
の厚みを変更したものを表1のように組み合わせて本発
明の光電池(実施例1,2,5〜9)および比較用光電
池(比較例1,2)を作製した。
In the same manner, a long-wavelength dye R-10 having absorption in the visible region up to 900 nm was used as the sensitizing dye instead of R-1 used in the above examples, and the transparent photoelectric conversion of the present invention was carried out. An element was manufactured (Example 4). Furthermore, a photovoltaic cell of the present invention (Examples 1, 2, 5 to 9) and a photovoltaic cell for comparison were combined with those without a platinum lead, those with a changed pattern, and those with a changed titanium dioxide layer thickness as shown in Table 1. (Comparative Examples 1 and 2) were produced.

【0114】このようにして作製した光電池の650nm
における開口部の透過率を、積分球付き分光光度計で計
測した結果を表1に示す。なお、色素R−1を使ったセ
ルでは透過色はえんじ色であり、R−10を使ったセルで
は濃い緑色であった。
The photovoltaic cell manufactured in this manner has a wavelength of 650 nm.
Table 1 shows the results obtained by measuring the transmittance of the opening at the time of the measurement with a spectrophotometer equipped with an integrating sphere. In the cell using the dye R-1, the transmission color was dark red, and in the cell using R-10, the transmission color was dark green.

【0115】7.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AM1.5direct)
を装着し、電池への入射光強度が100mW/cm 2に調整
された模擬太陽光を照射した。作製した光電気化学電池
の電気出力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、電流―電圧特性を測
定した。これにより求められた光エネルギー変換効率
(η)を、セルの構成要素の内容とともに表1に記載し
た。なお、光エネルギー変換効率は、光電変換にかかわ
る全受光部への入射エネルギーに対して求めたものであ
る。
7. Measurement of photoelectric conversion efficiency A 500W xenon lamp (USHIO Inc.)
Correction filter (Oriel AM1.5direct)
And the incident light intensity on the battery is 100mW / cm TwoAdjust to
The simulated sunlight was irradiated. The fabricated photoelectrochemical battery
The electrical output of the instrument is measured with a current-voltage measuring device (Keithley source
Jar unit 238) and measure current-voltage characteristics.
Specified. Light energy conversion efficiency determined by this
(η) is described in Table 1 together with the contents of the cell components.
Was. The light energy conversion efficiency is not related to photoelectric conversion.
Calculated for the incident energy to all light receiving
You.

【0116】8.目視による透明度の官能試験 セルの透明度と透明度の面内均一性を評価する目的で、
セルの後方30cmの位置にテスト用の文字配列パターン
を置き、このテストパターンをセルを透過して見たとき
の判別のし易さを、1(判別困難)〜3(判別可能)〜
5(判別容易)の5段階で評価した。この結果を、表1
に併せて記載した。
8. Visual sensory test of transparency To evaluate cell transparency and in-plane uniformity of transparency,
A test character array pattern is placed at a position 30 cm behind the cell, and the test pattern can be easily seen when viewed through the cell, from 1 (difficult to distinguish) to 3 (discriminable) to
The evaluation was performed on a scale of 5 (easy to determine). The results are shown in Table 1.
Described together.

【0117】[0117]

【表1】 [Table 1]

【0118】表1の結果から、以下のことが明らかであ
る。 1)実施例1〜9はいずれも目視判定3以上の十分な透
明を維持しながら、本発明の金属リード付きセル7を用
いて得られた最大の効率(6%)の半分以上、すなわち
3%以上の比較的良好なエネルギー変換効率を与えてい
る。これに対し、比較例1、2では、変換効率も低く、
目視の透明性も悪い。 2)実施例3と実施例9、比較例1の比較から、感光層
が可視光領域の650nmにおいて十分な透過率をもつセ
ルの系列においても、透過開口率の低いセルでは目視に
よる透過性の評価が低く、同時に効率も低下する。とく
に比較例1においては、透過性と効率の両立はもはや達
成されない。 3)実施例7,8のように、650nmで計測した透過率
が20%を下回る場合は、効率が十分に高い一方で透過性
がやや悪くなる。なお、実施例8は650nmでは透過率
が9%と、10%を下回っているが、700nmにおいては1
8%の透過率を有していた。
From the results in Table 1, the following is clear. 1) In all of Examples 1 to 9, half or more of the maximum efficiency (6%) obtained by using the cell 7 with metal leads of the present invention, that is, 3 % Or better energy conversion efficiency. In contrast, in Comparative Examples 1 and 2, the conversion efficiency was low,
Visual transparency is also poor. 2) From the comparison between Example 3 and Example 9 and Comparative Example 1, even in a series of cells in which the photosensitive layer has a sufficient transmittance at 650 nm in the visible light region, even if the cell has a low transmission aperture ratio, the transmittance is visually observed. The rating is low, and at the same time the efficiency drops. In particular, in Comparative Example 1, compatibility between permeability and efficiency is no longer achieved. 3) When the transmittance measured at 650 nm is less than 20% as in Examples 7 and 8, the efficiency is sufficiently high but the transmittance is slightly deteriorated. In Example 8, the transmittance at 650 nm was 9%, which was lower than 10%.
It had a transmittance of 8%.

【0119】このように、上記実施例の結果から、本発
明の条件に従った光透過性光電変換素子が、光透過性と
変換効率の両立という点で良好な性能を与えることがわ
かる。また、基板として透明ガラスを用いた場合も同様
の結果が得られた。
As described above, it can be seen from the results of the above examples that the light-transmitting photoelectric conversion element according to the conditions of the present invention provides good performance in terms of both light transmittance and conversion efficiency. Similar results were obtained when transparent glass was used as the substrate.

【0120】[0120]

【発明の効果】本発明によって、エネルギー変換効率に
優れた光透過性の光電変換素子および光電池が提供され
る。この光透過性の光電変換素子は、発電機能を有する
窓やインテリア用品などに応用することができる。
According to the present invention, a light-transmitting photoelectric conversion element and a photovoltaic cell having excellent energy conversion efficiency are provided. This light-transmitting photoelectric conversion element can be applied to windows and interior goods having a power generation function.

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

【図1】 本発明の光電変換素子の好ましい構成を示す
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a preferred configuration of a photoelectric conversion element of the present invention.

【図2】 本発明の光電変換素子の構成の他の1例を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of the photoelectric conversion element of the present invention.

【図3】 本発明の光電変換素子の構成の他の1例を示
す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another example of the configuration of the photoelectric conversion element of the present invention.

【図4】 本発明の光電変換素子の構成の他の1例を示
す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the configuration of the photoelectric conversion element of the present invention.

【図5】 本発明の光電変換素子の構成の他の1例を示
す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing another example of the configuration of the photoelectric conversion element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・透明導電層 11・・・金属リード 20、20a、20b・・・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・・・対極透明導電層 50・・・透明基板 60・・・下塗り層 10 ... Transparent conductive layer 11 ... Metal lead 20, 20a, 20b ... Photosensitive layer 21 ... Semiconductor fine particles 22 ... Dye 23 ... Charge transport material 30 ... Charge transfer layer 40 ..Transparent conductive layer 50 ... Transparent substrate 60 ... Undercoat layer

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも透明導電層、半導体層、電荷
移動層、透明対極から構成される光電変換素子であっ
て、光電変換にかかわる全受光部のうち光透過性部分の
面積比率が80%以上であり、かつ、前記光透過性部分は
波長400〜700nmの間に光透過率10%以上を示す波長領
域を有することを特徴とする透明光電変換素子。
1. A photoelectric conversion element comprising at least a transparent conductive layer, a semiconductor layer, a charge transfer layer, and a transparent counter electrode, wherein an area ratio of a light-transmitting portion of all light-receiving portions involved in photoelectric conversion is 80% or more. Wherein the light-transmitting portion has a wavelength region showing a light transmittance of 10% or more between wavelengths of 400 to 700 nm.
【請求項2】 請求項1に記載の透明光電変換素子にお
いて、光電変換にかかわる全受光部のうち光透過性部分
の面積比率が90%以上99%以下であることを特徴とする
透明光電変換素子。
2. The transparent photoelectric conversion device according to claim 1, wherein an area ratio of a light-transmitting portion of all light-receiving portions involved in the photoelectric conversion is 90% or more and 99% or less. element.
【請求項3】 請求項1または2に記載の透明光電変換
素子おいて、光透過性でない部分に、金属リードを有す
ることを特徴とする透明光電変換素子。
3. The transparent photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the transparent photoelectric conversion element has a metal lead in a portion that is not light-transmissive.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の透明光
電変換素子において、前記光透過性部分は波長500〜700
nmの間に光透過率10%以上を示す波長領域を有するこ
とを特徴とする透明光電変換素子。
4. The transparent photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the light transmitting portion has a wavelength of 500 to 700.
A transparent photoelectric conversion element having a wavelength region showing a light transmittance of 10% or more between nm.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の透明光
電変換素子において、前記光透過性部分は波長600〜700
nmの間に光透過率10%以上を示す波長領域を有するこ
とを特徴とする透明光電変換素子。
5. The transparent photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the light transmitting portion has a wavelength of 600 to 700.
A transparent photoelectric conversion element having a wavelength region showing a light transmittance of 10% or more between nm.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の透明光
電変換素子において、前記光透過率が20%以上を示す波
長領域を有することを特徴とする透明光電変換素子。
6. The transparent photoelectric conversion element according to claim 1, wherein said transparent photoelectric conversion element has a wavelength range in which said light transmittance is 20% or more.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の透明光
電変換素子において、前記透明導電層の厚さが0.02〜10
μmであり、前記半導体層の厚さが0.1〜25μmであ
り、前記電荷移動層の厚さが0.001〜50μmであり、前
記透明対極の厚さが0.02〜10μmであることを特徴とす
る透明光電変換素子。
7. The transparent photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the thickness of the transparent conductive layer is 0.02 to 10
μm, the thickness of the semiconductor layer is 0.1 to 25 μm, the thickness of the charge transfer layer is 0.001 to 50 μm, and the thickness of the transparent counter electrode is 0.02 to 10 μm. Conversion element.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の透明光
電変換素子において、前記透明導電層及び透明対極は、
インジウム−スズ複合酸化物又は酸化スズにフッ素をド
ープした化合物からなることを特徴とする透明光電変換
素子。
8. The transparent photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the transparent conductive layer and the transparent counter electrode are:
A transparent photoelectric conversion element comprising a compound in which indium-tin composite oxide or tin oxide is doped with fluorine.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の透明光
電変換素子において、前記半導体層が半導体微粒子から
なることを特徴とする透明光電変換素子。
9. The transparent photoelectric conversion device according to claim 1, wherein said semiconductor layer is made of semiconductor fine particles.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の透明
光電変換素子において、前記半導体層が色素増感されて
いることを特徴とする透明光電変換素子。
10. The transparent photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is dye-sensitized.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の透
明光電変換素子において、前記半導体層がn型半導体か
らなることを特徴とする透明光電変換素子。
11. The transparent photoelectric conversion device according to claim 1, wherein said semiconductor layer is made of an n-type semiconductor.
【請求項12】 請求項11に記載の透明光電変換素子
において、前記n型半導体が、チタン酸化物、亜鉛酸化
物、スズ酸化物、タングステン酸化物およびニオブ酸化
物から選ばれる少なくとも1種以上のn型半導体である
ことを特徴とする透明光電変換素子。
12. The transparent photoelectric conversion element according to claim 11, wherein the n-type semiconductor is at least one kind selected from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, tungsten oxide and niobium oxide. A transparent photoelectric conversion element, which is an n-type semiconductor.
【請求項13】 請求項1〜12のいずれかに記載の透
明光電変換素子において、前記電荷移動層がイオン伝導
性電解質であることを特徴とする透明光電変換素子。
13. The transparent photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the charge transfer layer is an ion-conductive electrolyte.
【請求項14】 請求項1〜13のいずれかに記載の透
明光電変換素子において、前記電荷移動層が室温溶融塩
電解質であることを特徴とする透明光電変換素子。
14. The transparent photoelectric conversion device according to claim 1, wherein said charge transfer layer is a room temperature molten salt electrolyte.
【請求項15】 請求項1〜14のいずれかに記載の透
明光電変換素子により構成されることを特徴とする光電
池。
15. A photovoltaic cell comprising the transparent photoelectric conversion element according to claim 1. Description:
【請求項16】 請求項1〜14のいずれかに記載の透
明光電変換素子により構成されることを特徴とする太陽
電池。
16. A solar cell comprising the transparent photoelectric conversion element according to claim 1. Description:
【請求項17】 請求項1〜14のいずれかに記載の透
明光電変換素子により構成されることを特徴とする光セ
ンサー。
17. An optical sensor comprising the transparent photoelectric conversion element according to claim 1. Description:
【請求項18】 請求項1〜14のいずれかに記載の透
明光電変換素子により構成されることを特徴とする発電
機能を有する窓ガラス。
18. A window glass having a power generation function, comprising a transparent photoelectric conversion element according to claim 1. Description:
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