JP2001358348A - Photoelectric conversion device and its manufacturing method - Google Patents

Photoelectric conversion device and its manufacturing method

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JP2001358348A JP2000181747A JP2000181747A JP2001358348A JP 2001358348 A JP2001358348 A JP 2001358348A JP 2000181747 A JP2000181747 A JP 2000181747A JP 2000181747 A JP2000181747 A JP 2000181747A JP 2001358348 A JP2001358348 A JP 2001358348A
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央 大倉
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透 田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make low the internal resistance and recombination probability of a photoelectric conversion device and make high its conversion efficiency. SOLUTION: The photoelectric conversion device has at least an electron accepting type charge transfer layer, an electron donating type charge transfer layer, and a light absorbing layer present between these charge transfer layers, wherein one of these charge transfer layers is semiconductor crystal layers 17, 18 formed out of mixture crystals having two or more kinds of different aspects from each other, and at least one of the aspects is a needle-form crystal 17.

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、光電変換装置及び
その製造方法に関し、特に電子受容型の電荷輸送層と、
電子供与型の電荷輸送層と、これらの電荷輸送層間に存
在する光吸収層とを少なくとも有する光電変換装置及び
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an electron-accepting type charge transport layer.
The present invention relates to a photoelectric conversion device having at least an electron donating type charge transport layer and a light absorbing layer existing between these charge transport layers, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】光エネルギーを電気エネルギーに変換す
る方法としては、シリコンやガリウム−砒素などの半導
体接合を用いた太陽電池が一般的である。中でも半導体
のpn接合を用いた単結晶シリコン太陽電池や多結晶シ
リコン太陽電池、pin接合を用いたアモルファスシリ
コン太陽電池がよく知られており、実用化が進みつつあ
る。しかしながらシリコン太陽電池は製造コストが高
く、また製造自体でエネルギーを多く消費するので、導
入コストや消費エネルギーを回収するには、長期間の使
用が必要である。現在の普及のネックになっているのは
主にこのコストにある。
2. Description of the Related Art As a method of converting light energy into electric energy, a solar cell using a semiconductor junction such as silicon or gallium-arsenic is generally used. Above all, a single-crystal silicon solar cell and a polycrystalline silicon solar cell using a pn junction of a semiconductor, and an amorphous silicon solar cell using a pin junction are well known, and their practical use is progressing. However, silicon solar cells are expensive to manufacture and consume a lot of energy in the manufacturing itself, so long-term use is required to recover the introduction cost and energy consumption. It is mainly at this cost that the bottleneck of the current spread is.

【0003】一方、近年、第2世代薄膜太陽電池として
CdTeやCuIn(Ga)Seなどの実用化研究も進
展しているが、これらの材料系では環境問題や資源的な
問題が提起されている。
On the other hand, in recent years, research on practical use of CdTe, CuIn (Ga) Se, and the like as second-generation thin-film solar cells has been progressing, but these materials have raised environmental and resource problems. .

【0004】上記半導体接合以外の方法として、半導体
と電解質溶液との界面で起きる光電気化学反応を利用し
た湿式太陽電池が報告されている。この湿式太陽電池に
おいて用いられる酸化チタン、酸化錫等の金属酸化物半
導体は、前記乾式太陽電池においても用いられるシリコ
ン、ガリウム−砒素等と比較して、低コストで製造が可
能であり、特に酸化チタンは光電変換特性と安定性との
両面において優れていることから、将来のエネルギー変
換材料として期待されている。しかし、酸化チタン等の
安定な光半導体は、バンドギャップが3eV以上と広い
ため、太陽光の約4%である紫外光しか利用できず、変
換効率が十分に高いとは言えなかった。
As a method other than the above-mentioned semiconductor bonding, a wet solar cell utilizing a photoelectrochemical reaction occurring at an interface between a semiconductor and an electrolyte solution has been reported. Metal oxide semiconductors such as titanium oxide and tin oxide used in this wet solar cell can be manufactured at low cost as compared with silicon, gallium-arsenic, etc. also used in the dry solar cell, and especially, oxidized metal. Titanium is excellent in both photoelectric conversion characteristics and stability, and is expected as a future energy conversion material. However, since a stable optical semiconductor such as titanium oxide has a wide band gap of 3 eV or more, only ultraviolet light, which is about 4% of sunlight, can be used, and it cannot be said that the conversion efficiency is sufficiently high.

【0005】そこで、該光半導体の表面に、色素を吸着
した光化学電池(色素増感太陽電池)が研究された。初
期の頃は半導体の単結晶電極が用いられてきた。この電
極としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化カドミウム、
酸化錫等がある。しかし、単結晶電極は色素の吸着量が
少ないため効率が低くコストが高かった為、半導体電極
を多孔質にする試みがなされた。坪村らは微粒子を焼結
した多孔質酸化亜鉛からなる半導体電極に色素を吸着さ
せ効率が改善した報告をしている(NATURE, 261(1976)
p402)。多孔質の半導体電極を用いる点についての提案
は、特開平10−112337号公報、特開平9−23
7641号公報においてもなされている。
Accordingly, a photochemical cell (dye-sensitized solar cell) in which a dye is adsorbed on the surface of the optical semiconductor has been studied. In the early days, semiconductor single-crystal electrodes were used. The electrodes include titanium oxide, zinc oxide, cadmium sulfide,
And tin oxide. However, single-crystal electrodes have a low efficiency because of a small amount of dye adsorbed and are expensive, and attempts have been made to make the semiconductor electrodes porous. Tsubomura et al. Reported that dyes were adsorbed on a semiconductor electrode composed of porous zinc oxide with sintered fine particles to improve efficiency (NATURE, 261 (1976))
p402). Proposals for using a porous semiconductor electrode are disclosed in JP-A-10-112337 and JP-A-9-23.
No. 7641 discloses this.

【0006】また、Graetzelらは色素と半導体電極をさ
らに改善してシリコン太陽電池並みの性能が得られたこ
とを報告している(J.Am.Chem.Soc.115(1993)6382、米
国特許第5350644号)。ここでは色素にルテニウ
ム系色素を用い、半導体電極としてはアナターゼ型の多
孔質酸化チタン(TiO2 )を用いている。
Further, Graetzel et al. Reported that the performance of a silicon solar cell was obtained by further improving the dye and the semiconductor electrode (J. Am. Chem. Soc. 115 (1993) 6382; US Pat. No. 5,350,644). Here, a ruthenium-based dye is used as the dye, and anatase-type porous titanium oxide (TiO 2 ) is used as the semiconductor electrode.

【0007】図6はGraetzel型の色素増感半導体電極を
用いた光化学電池(以下、Graetzel型セルという。)の
概略構成を示す模式的な断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a schematic structure of a photochemical battery (hereinafter, referred to as a Graetzel type cell) using a Graetzel type dye-sensitized semiconductor electrode.

【0008】図6中64a,64bはガラス基板であ
り、65,66はその表面に形成した透明電極層であ
り、61はアナターゼ型多孔質酸化チタン層であり酸化
チタン微粒子同士が接合したポーラス状の接合体からで
きている。また、62はその酸化チタン微粒子表面に接
合させた色素であり光吸収層として作用する。
In FIG. 6, 64a and 64b are glass substrates, 65 and 66 are transparent electrode layers formed on the surface thereof, 61 is an anatase-type porous titanium oxide layer, and a porous state in which titanium oxide fine particles are bonded to each other. Made of conjugate. Reference numeral 62 denotes a dye bonded to the surface of the titanium oxide fine particles, which functions as a light absorbing layer.

【0009】次に、Graetzel型セルの製造方法について
図6を用いて説明する。
Next, a method for manufacturing a Graetzel type cell will be described with reference to FIG.

【0010】まず透明電極65が付いたガラス基板64
aにアナターゼ型TiO2 微粒子61の膜を作製する。
作製方法には各種があるが、一般的には20nm程度の
微粒子径を有するアナターゼ型TiO2 微粒子を分散さ
せたペーストを電極上に塗布し、350〜500℃で焼
成して厚み約10μmのアナターゼ型TiO2 微粒子膜
を作製する。この際微粒子同士程よく接合して、空孔度
が50%程度でラスネスファクター(実質的な表面積/
見かけ上の表面積)が1000程度の構造の膜が得られ
る。
First, a glass substrate 64 provided with a transparent electrode 65
A film of anatase type TiO 2 fine particles 61 is formed on a.
Although there are various production methods, generally, a paste in which anatase-type TiO 2 fine particles having a fine particle diameter of about 20 nm are dispersed is applied on an electrode, fired at 350 to 500 ° C., and baked at about 10 μm in thickness. Form a TiO 2 fine particle film. At this time, the fine particles are appropriately bonded to each other, and the porosity is about 50% and the lathness factor (substantial surface area /
A film having a structure with an apparent surface area of about 1000 is obtained.

【0011】次にこの微粒子付き電極に色素を吸着させ
る。色素には各種の物質が検討されているが、一般的に
はRu錯体などが利用される。この色素を溶かした溶液
に電極を浸して乾燥させると、TiO2 微粒子の表面に
光吸収層62が結合される。この溶媒には色素をよく溶
解し、かつ色素の電極への吸着を阻害せず、仮に電極表
面に残留していても電気化学的に不活性なエタノールや
アセトニトリルなどが用いられる。
Next, a dye is adsorbed on the electrode with fine particles. Various substances have been studied for the dye, but generally a Ru complex or the like is used. When the electrode is immersed and dried in a solution in which the dye is dissolved, the light absorbing layer 62 is bonded to the surface of the TiO 2 fine particles. In this solvent, ethanol or acetonitrile, which dissolves the dye well, does not inhibit the adsorption of the dye to the electrode, and is electrochemically inactive even if it remains on the electrode surface, is used.

【0012】次に対極としてやはり透明電極66が付い
たガラス基板64bを用意し、表面に白金やグラファイ
トなどの超薄膜を形成する。この薄膜は酸化還元(レド
ックス)における電荷のやり取りの際の触媒として作用
する。
Next, a glass substrate 64b also having a transparent electrode 66 as a counter electrode is prepared, and an ultra-thin film such as platinum or graphite is formed on the surface. This thin film acts as a catalyst when transferring charges in redox.

【0013】そして、電解液63を上記2つの電極6
5、66間に保持して重ねるとGraetzel型セルができあ
がる。電解液の溶媒としては電気化学的に不活性で、か
つ電解質を充分な量溶解できるアセトニトリルや炭酸プ
ロピレンなどが用いられる。また、電解質については安
定なイオンのレドックス対であるI- /I3 -やBr-
Br3 -などが用いられる。例えば、I- /I3 -対をつく
るときにはヨウ素のアンモニウム塩とヨウ素を混合す
る。
Then, the electrolytic solution 63 is applied to the two electrodes 6.
Graetzel-type cells are completed when they are held between layers 5 and 66. As a solvent for the electrolytic solution, acetonitrile, propylene carbonate, or the like, which is electrochemically inert and can dissolve a sufficient amount of the electrolyte, is used. As for the electrolyte, stable ion redox couples such as I / I 3 and Br /
Br 3 - or the like is used. For example, I - / I 3 - mixing the ammonium salt and iodine iodine when making pairs.

【0014】その後、耐久性を持たせるため接着剤など
でセルの封止をすることが好ましい。
Thereafter, it is preferable to seal the cells with an adhesive or the like in order to impart durability.

【0015】続いて、Graetzel型セルの動作原理につい
て説明する。このGraetzel型セルに図6左側から光を入
射させる。すると、入射光により光吸収層62を構成す
る色素中の電子が励起され、酸化チタンの伝導帯に移動
する。電子を失って酸化状態にある色素は迅速に電解液
63のヨウ素イオンから電子を受け取って還元され元の
状態に戻る。酸化チタン層61に注入された電子は、酸
化チタン微粒子の間をホッピング伝導などの機構により
移動し透明電極層(アノード)65に到達する。また、
色素に電子を供給して酸化状態(I3 -)になったヨウ素
イオンは透明電極層(カソード)66から電子を受け取
って還元され、元の状態(I- )に戻る。
Next, the operating principle of the Graetzel type cell will be described. Light is incident on the Graetzel type cell from the left side of FIG. Then, the electrons in the dye constituting the light absorbing layer 62 are excited by the incident light, and move to the conduction band of titanium oxide. The dye which has lost electrons and is in an oxidized state quickly receives electrons from iodine ions in the electrolyte 63 and is reduced to return to the original state. The electrons injected into the titanium oxide layer 61 move between the titanium oxide fine particles by a mechanism such as hopping conduction and reach the transparent electrode layer (anode) 65. Also,
The iodine ion which has been oxidized by supplying electrons to the dye (I 3 ) receives electrons from the transparent electrode layer (cathode) 66 and is reduced to return to the original state (I ).

【0016】上記動作原理から推測できるように、色素
で生成した電子とホールが効率良く分離、移動するため
には、色素の励起状態の電子のエネルギー準位はTiO
2 の伝導帯より高い必要があり、色素のホールのエネル
ギー準位はレドックス準位より低い必要性がある。
As can be inferred from the above operating principle, in order for electrons and holes generated by the dye to efficiently separate and move, the energy level of the electrons in the excited state of the dye is TiO.
It must be higher than the conduction band of 2 , and the energy level of the holes in the dye must be lower than the redox level.

【0017】この様なGraetzel型セルがシリコン太陽電
池にとって代わるためには今まで以上に高いエネルギー
変換効率や、さらに高い短絡電流、開放電圧、形状因
子、耐久性が必要になってくる。
In order for such a Graetzel type cell to replace a silicon solar cell, higher energy conversion efficiency, higher short-circuit current, open-circuit voltage, shape factor, and durability are required.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の色素増感半導体電極は、チタニア微粒子を分散
させた溶液を透明導電膜付きの基板上に塗布し、乾燥後
に高温焼結して得られた酸化チタン膜を用いていたため
に、透明電極とチタニア微粒子の界面や、酸化チタン微
粒子間の界面において電子伝導が散乱される傾向があっ
た。このため透明導電膜と酸化チタン膜との界面、及び
酸化チタン微粒子同士の界面に生じる内部抵抗が大きく
なり、その結果光電変換効率が低下する原因となってい
た。
However, the above-described dye-sensitized semiconductor electrode of the prior art is obtained by applying a solution in which fine particles of titania are dispersed on a substrate having a transparent conductive film, followed by drying and sintering at a high temperature. Since the titanium oxide film was used, electron conduction tended to be scattered at the interface between the transparent electrode and the titania fine particles and at the interface between the titanium oxide fine particles. For this reason, the internal resistance generated at the interface between the transparent conductive film and the titanium oxide film and at the interface between the titanium oxide fine particles is increased, and as a result, the photoelectric conversion efficiency is reduced.

【0019】また、色素増感半導体電極が微粒子の焼結
体で構成されていたため、透明電極近傍の微粒子には色
素を吸着させるのに時間がかかり、また電解液中のイオ
ンの拡散も遅いなどの課題があった。
Further, since the dye-sensitized semiconductor electrode is formed of a sintered body of fine particles, it takes time to adsorb the dye to the fine particles near the transparent electrode, and the diffusion of ions in the electrolyte is slow. There were challenges.

【0020】よって本発明の目的は、電子の授受がスム
ーズに行われ、変換効率が高い光電変換装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a photoelectric conversion device capable of smoothly transferring and receiving electrons and having high conversion efficiency.

【0021】また本発明の別の目的は、色素などの光吸
収層や電解液などの電荷輸送層のしみ込みや移動が速い
半導体電極を有する光電変換装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device having a semiconductor electrode in which a light absorbing layer of a dye or the like or a charge transporting layer of an electrolyte or the like is quickly permeated or moved.

【0022】また本発明の別の目的は、開放電圧が高い
光電変換装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device having a high open-circuit voltage.

【0023】また本発明の別の目的は、上記の特性を有
する光電変換装置の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photoelectric conversion device having the above characteristics.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明の光
電変換装置、及びその製法により解決できる。
The above objects can be attained by the photoelectric conversion device of the present invention and its manufacturing method.

【0025】すなわち、本発明の光電変換装置は、電子
受容型の電荷輸送層と、電子供与型の電荷輸送層と、こ
れらの電荷輸送層間に存在する光吸収層とを少なくとも
有する光電変換装置であって、前記電荷輸送層のいずれ
かが2種類以上の異なった様態もしくは組成の混合物か
ら成る半導体層であり、且つ該半導体層の少なくとも1
種類が針状結晶であることを特徴とするものである。
That is, the photoelectric conversion device of the present invention is a photoelectric conversion device having at least an electron-accepting type charge transporting layer, an electron donating type charge transporting layer, and a light absorbing layer existing between these charge transporting layers. Wherein any one of the charge transport layers is a semiconductor layer composed of a mixture of two or more different modes or compositions, and at least one of the semiconductor layers
It is characterized in that the type is a needle crystal.

【0026】本発明の光電変換装置の製造方法は、電子
受容型の電荷輸送層と、電子供与型の電荷輸送層と、こ
れらの電荷輸送層間に存在する光吸収層とを少なくとも
有する光電変換装置の製造方法であって、2種類以上の
異なった様態もしくは組成の半導体混合物から成る半導
体混合物溶液を基板上に塗布し焼成することにより該基
板上に半導体混合結晶層を形成し、該半導体混合結晶層
を前記電荷輸送層のいずれかとすることを特徴とするも
のである。
A method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention is directed to a photoelectric conversion device having at least an electron-accepting type charge transporting layer, an electron donating type charge transporting layer, and a light absorbing layer existing between these charge transporting layers. Forming a semiconductor mixed crystal layer on the substrate by applying and baking a semiconductor mixture solution comprising a semiconductor mixture of two or more different modes or compositions on the substrate, and forming the semiconductor mixed crystal on the substrate. The layer is any one of the charge transport layers.

【0027】また本発明の光電変換装置の製造方法は、
電子受容型の電荷輸送層と、電子供与型の電荷輸送層
と、これらの電荷輸送層間に存在する光吸収層とを少な
くとも有する光電変換装置の製造方法であって、半導体
針状結晶を含む溶液を基板上に塗布し焼成して針状結晶
半導体層を形成する工程と、さらに該針状結晶と異なっ
た様態もしくは組成の単体もしくは混合物を該半導体層
に付着して、該基板上に半導体混合結晶層を形成する工
程とを含み、該半導体混合結晶層を前記電荷輸送層のい
ずれかとすることを特徴とするものである。
Further, the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention comprises:
A method for manufacturing a photoelectric conversion device having at least an electron-accepting type charge transporting layer, an electron-donating type charge transporting layer, and a light-absorbing layer existing between these charge transporting layers, comprising a solution containing a semiconductor needle crystal. Forming a needle-shaped crystal semiconductor layer by applying the mixture on a substrate and baking it. Further, a single substance or a mixture having a different form or composition from the needle-shaped crystal is attached to the semiconductor layer, and a semiconductor mixture is formed on the substrate. Forming a crystal layer, wherein the semiconductor mixed crystal layer is any one of the charge transport layers.

【0028】また本発明の光電変換装置の製造方法は、
電子受容型の電荷輸送層と、電子供与型の電荷輸送層
と、これらの電荷輸送層間に存在する光吸収層とを少な
くとも有する光電変換装置の製造方法であって、基板上
に針状結晶を成長させる工程と、該針状結晶に該針状結
晶と異なる様態もしくは組成の単体もしくは混合物を付
着して該基板上に半導体混合結晶層を形成し、該半導体
混合結晶層を前記電荷輸送層のいずれかとすることを特
徴とするものである。
The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention
A method for manufacturing a photoelectric conversion device having at least an electron-accepting type charge transport layer, an electron-donating type charge transporting layer, and a light absorbing layer present between these charge transporting layers, wherein needle-like crystals are formed on a substrate. Growing, forming a semiconductor mixed crystal layer on the substrate by attaching a single substance or a mixture having a different form or composition to the needle crystal to the needle crystal, and forming the semiconductor mixed crystal layer on the charge transport layer. It is characterized by any one.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明にかかる光電変換装置の主
たる特徴は、針状結晶を電子受容型(n型)もしくは電
子供与型(p型)の電荷輸送層に用いることである。針
状結晶とは所謂ウィスカーであり、欠陥の無い針状単結
晶もしくは螺旋転移などを含んだ針状結晶からなってい
る。さらに、図8(a)、(b)及び(c)に示したよ
うに針状結晶はテトラポッド(登録商標)状を含む1点
より多数の針状結晶が成長したもの(図8(a))や、
樹枝状に形成されたもの(図8(b))や、折れ線状に
成長したもの(図8(c))を含む。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The main feature of the photoelectric conversion device according to the present invention is that needle-like crystals are used for an electron-accepting (n-type) or electron-donating (p-type) charge transport layer. The acicular crystal is a so-called whisker, and is made of an acicular single crystal having no defect or an acicular crystal containing a helical transition or the like. Further, as shown in FIGS. 8 (a), 8 (b) and 8 (c), the needle-like crystal is obtained by growing a larger number of needle-like crystals than one point including a tetrapod (registered trademark) shape (FIG. 8 (a)). ))
Includes those formed in dendrites (FIG. 8 (b)) and those grown in polygonal lines (FIG. 8 (c)).

【0030】また、針状結晶は円柱及び円錐、円錐で先
端が平坦なもの、円柱で先端が尖っているものや先端が
平坦なものなどすべて含む。さらに、三角錐、四角錐、
六角錐、それ以外の多角錐状やそれらの先端が平坦なも
の、また三角柱、四角柱、六角柱、それ以外の多角柱
状、あるいは先端が尖った三角柱、四角柱、六角柱、そ
れ以外の多角柱状やその先端が平坦なものなども含ま
れ、さらに、これらの折れ線状構造も含まれる。
The needle-shaped crystal includes a cylinder, a cone, a cone having a flat tip, a column having a sharp tip, and a flat tip. In addition, triangular pyramids, square pyramids,
Hexagonal pyramids, other polygonal pyramids and those whose flat ends are flat, triangular prisms, quadrangular prisms, hexagonal prisms, other polygonal prisms, or triangular prisms, quadrangular prisms, hexagonal prisms with sharp ends, and other polygons It includes a columnar shape and a flat one with its tip, and further includes these broken line structures.

【0031】また、混合結晶は電荷輸送層のいずれかが
2種類以上の異なった様態もしくは組成の混合物から成
る半導体層であり、且つ該半導体層の1種類以上が針状
結晶を含んだ混合結晶を意味するものとする。また混合
結晶の様態についての例を図10(a)、(b)、
(c)に示した。それぞれ、図10(a)は針状結晶の
周囲に粒子が付着しているもの、図10(b)は針状結
晶の周囲に針状のものが付着しているもの、図10
(c)は針状結晶の周囲に膜状のものが付着しているも
の等からなっている。
The mixed crystal is a semiconductor layer in which one of the charge transport layers is a mixture of two or more kinds of different modes or compositions, and one or more of the semiconductor layers includes a needle-like crystal. Shall mean. FIGS. 10A and 10B show examples of the state of the mixed crystal.
(C). 10 (a) shows the case where particles are attached around the needle crystal, FIG. 10 (b) shows the case where needles are attached around the needle crystal, and FIG.
(C) consists of a needle-like crystal with a film-like substance attached around it.

【0032】針状結晶及びその混合結晶の効果を説明す
る為に、本発明と従来のGraetzel型セルとを比較しなが
ら説明する。 <本発明の光電変換装置の構成について>まず本発明の
構成について説明する。
In order to explain the effects of the acicular crystal and the mixed crystal thereof, the present invention will be described in comparison with a conventional Graetzel type cell. <Configuration of Photoelectric Conversion Device of the Present Invention> First, the configuration of the present invention will be described.

【0033】前述したGraetzel型セルを始めとする色素
増感型セルでは、色素1層の光吸収率が十分ではないた
めに、表面積を大きくして実質的な光吸収量を大きくし
ている。本発明は色素増感に限らず、光吸収率が十分で
はないために表面積を大きくする構成の光電変換装置一
般に広く利用可能である。この表面を大きくする方法に
は上記Graetzel型セルの様に微粒子を分散、接合させる
方法が簡単ではあるが、電子の移動が十分効率的ではな
い問題がある。例えば上記Graetzel型セルにおいて酸化
チタン半導体層61を有するアノードとなる透明電極層
65側から光入射を行った場合と、カソードとなる透明
電極層66側から光入射を行った場合を比較すると、前
者の方が光電変換効率が良い場合が多い。これは単なる
色素による光吸収量の差だけではなく、光吸収により励
起された電子が酸化チタン半導体層61を移動してアノ
ードとなる透明電極層65に到達する確率が、透明電極
から光励起位置が離れるに従って低下していくことを示
唆している。即ち、結晶粒界が多いGraetzel型セルでは
十分効率的な電子移動が達成されていないことを示唆し
ている。
In a dye-sensitized cell such as the above-described Graetzel type cell, since the light absorption of one dye layer is not sufficient, the surface area is increased to increase the substantial light absorption. The present invention is not limited to dye sensitization but can be widely used in general for photoelectric conversion devices having a structure in which the surface area is increased due to insufficient light absorption. As a method for enlarging the surface, it is simple to disperse and join the fine particles as in the Graetzel type cell, but there is a problem that the transfer of electrons is not sufficiently efficient. For example, in the above Graetzel type cell, the case where light is incident from the transparent electrode layer 65 side serving as the anode having the titanium oxide semiconductor layer 61 is compared with the case where light is incident from the transparent electrode layer 66 side serving as the cathode. Is often better in photoelectric conversion efficiency. This is not only a difference in the amount of light absorbed by the dye, but also the probability that electrons excited by the light absorption move through the titanium oxide semiconductor layer 61 and reach the transparent electrode layer 65 serving as an anode. It suggests that it decreases as you move away. That is, this suggests that a Graetzel type cell having many crystal grain boundaries has not achieved sufficiently efficient electron transfer.

【0034】図1(a)、(b)は本発明の光電変換装
置の構成例を示す図である。図1において、10は電極
付き基板、11は吸収層修飾半導体混合結晶層、12は
電荷輸送層、13は電極付き基板である。電極付き基板
10は例えば透明電極層15が設けられたガラス基板1
4からなり、吸収層修飾半導体混合結晶層11は半導体
針状結晶17とその表面上に形成された光吸収層16と
からなる。半導体針状結晶17は一方の電荷輸送層とな
り、この電荷輸送層と電荷輸送層12との間に光吸収層
16が設けられることになる。
FIGS. 1A and 1B are views showing an example of the configuration of a photoelectric conversion device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a substrate with electrodes, 11 denotes an absorption layer-modified semiconductor mixed crystal layer, 12 denotes a charge transport layer, and 13 denotes a substrate with electrodes. The substrate with electrodes 10 is, for example, a glass substrate 1 on which a transparent electrode layer 15 is provided.
4, the absorption layer-modified semiconductor mixed crystal layer 11 is composed of a semiconductor needle crystal 17 and a light absorption layer 16 formed on the surface thereof. The semiconductor needle-like crystal 17 becomes one charge transport layer, and the light absorption layer 16 is provided between the charge transport layer and the charge transport layer 12.

【0035】本発明の混合結晶層と微粒子結晶層を比較
すると、混合結晶層の方が光励起により生成した電子も
しくはホールが集電極へ移動するまでに粒界により散乱
される確率が少なくなる。特に図1(b)に示した様に
全ての針状結晶の一端が電極に接合された状態で構成さ
れ、その針状結晶に違う種類の微結晶が焼結している場
合には、電子もしくはホールの移動において、Graetzel
型セルと比較すると、粒界の影響はほとんど解消され
る。
When comparing the mixed crystal layer of the present invention with the fine particle crystal layer, the probability that electrons or holes generated by photoexcitation are scattered by the grain boundaries before moving to the collecting electrode is smaller in the mixed crystal layer. In particular, as shown in FIG. 1 (b), all the needle-shaped crystals are formed with one end bonded to an electrode, and when a different kind of microcrystal is sintered on the needle-shaped crystal, the electron Or in moving the hall, Graetzel
Compared with the mold cell, the influence of the grain boundary is almost eliminated.

【0036】本発明にかかる光電変換装置では、混合結
晶はn型ワイドギャップ半導体もしくはp型ワイドギャ
ップ半導体である。混合結晶がn型ワイドギャップ半導
体の場合には、色素の様な光吸収層16を挟んでp型の
ワイドギャップ半導体やレドックス(酸化還元)対を含
んだ電解液、高分子導電体などの電子供与型の電荷輸送
層12が必要である。また、逆に混合結晶がp型ワイド
ギャップ半導体の場合には、光吸収層16を挟んで電子
受容型の電荷輸送層12が必要である。
In the photoelectric conversion device according to the present invention, the mixed crystal is an n-type wide gap semiconductor or a p-type wide gap semiconductor. When the mixed crystal is an n-type wide gap semiconductor, a p-type wide gap semiconductor, an electrolyte containing a redox (oxidation-reduction) pair, and an electron such as a polymer conductor are sandwiched by a light absorbing layer 16 such as a dye. A donor type charge transport layer 12 is required. Conversely, when the mixed crystal is a p-type wide gap semiconductor, an electron-accepting type charge transport layer 12 is required with the light absorbing layer 16 interposed therebetween.

【0037】光の照射面はどの面に透明電極を用いるか
によって決まる。図2(a)に示した構成はGraetzel型
セルと同様に半導体結晶層側に透明電極を用いた例であ
る。図2(b)に示した構成はそれとは逆の構成であ
り、光吸収層までの照射光の吸収や反射が少なければど
ちらの構成でも良い。また、図2(c)に示した様に、
どちらの面からの光照射でも利用可能に出来る構成もあ
る。これらの構成は半導体針状結晶の作製方法、及び組
み合わせる電荷輸送層の製法や組成に依存する。例えば
金属基板の酸化による針状結晶の作製の場合には、針状
結晶面からは光照射は出来なくなる。針状結晶粉の焼成
の様な低温プロセスで針状結晶面を作製する場合には透
明電極層を劣化させずに作製できるので、どちらの面で
も光照射面にできる。
The light irradiation surface is determined by which surface the transparent electrode is used. The configuration shown in FIG. 2A is an example in which a transparent electrode is used on the semiconductor crystal layer side similarly to the Graetzel type cell. The configuration shown in FIG. 2B is the opposite configuration, and either configuration may be used as long as the absorption and reflection of irradiation light to the light absorption layer is small. Also, as shown in FIG.
There is also a configuration that can be used by light irradiation from either surface. These configurations depend on the method for manufacturing the semiconductor needle-shaped crystals and the method and composition of the charge transport layer to be combined. For example, when producing a needle-like crystal by oxidizing a metal substrate, light cannot be irradiated from the needle-like crystal surface. When a needle-like crystal surface is formed by a low-temperature process such as firing of a needle-like crystal powder, it can be formed without deteriorating the transparent electrode layer.

【0038】図9(a)、(b)は上記混合結晶につい
ての具体的な構成例を示す図である。図6に示したGrae
tzel型セルと比較すると、粒界の影響がほとんど解消さ
れることにより電子及びホールの移動が容易にできる。
さらに、図9(b)のように半導体結晶18が吸着する
ことにより、粒界の影響が小さくラフネスファクターを
向上させることができる。さらに、どの面に光を照射し
ても広範囲に照射光を到達させることができる。そのた
め、多くの電子移動が可能となり、変換効率のよい光電
変換装置のセルを作製することができる。
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a specific example of the structure of the mixed crystal. Grae shown in FIG.
Compared to the tzel type cell, the effect of the grain boundary is almost eliminated, so that the movement of electrons and holes can be easily performed.
Further, the semiconductor crystal 18 is adsorbed as shown in FIG. 9B, so that the influence of the grain boundaries is small and the roughness factor can be improved. Further, even if any surface is irradiated with light, the irradiated light can reach a wide range. Therefore, many electrons can be transferred, and a cell of a photoelectric conversion device with high conversion efficiency can be manufactured.

【0039】次に本発明に用いる混合結晶について説明
する。 <針状結晶及び混合結晶について>上記Graetzel型セル
の様な1層あたりの吸収効率が低い光吸収層を用いるセ
ルでは、表面積を大きくするために空孔度が大きい微粒
子膜を利用してラフネスファクターを増大させている
が、針状結晶を用いても、そのアスペクト比が大きけれ
ばラフネスファクターも増大出来、さらにその周りに微
結晶を焼結させると、よりラフネスファクターも増大す
ることができる。
Next, the mixed crystal used in the present invention will be described. <Regarding Needle-Shaped Crystals and Mixed Crystals> In cells using a light-absorbing layer having a low absorption efficiency per layer, such as the above Graetzel type cell, roughness is increased by using a fine particle film having a high porosity to increase the surface area. Although the factor is increased, the roughness factor can be increased as long as the aspect ratio is large, and the roughness factor can be further increased by sintering the microcrystals around the needle-shaped crystal even if the aspect ratio is large.

【0040】針状結晶の横切断面は、結晶にもよるが、
三角形、四角形、六角形、それ以外の多角形となり、ほ
ぼ円形に近くなるものもある。各辺は必ずしも等しくな
らなくともよく、辺の長さが異なる場合がある。上述し
たように、針状結晶は先端が尖っているものの他に先端
が平坦なものも含まれる。光吸収率にも依存するが、少
なくとも針状結晶のアスペクト比は5以上、出来れば1
0以上、さらに100以上が好ましい。また針状結晶の
径も1μm以下であること、出来れば0.1μm以下が
好ましい。
The cross section of the needle-shaped crystal depends on the crystal.
Triangles, squares, hexagons, and other polygons, some of which are almost circular. The sides do not necessarily have to be equal, and the lengths of the sides may be different. As described above, the needle-shaped crystals include those having a sharp tip as well as those having a sharp tip. Although it depends on the light absorptivity, the aspect ratio of at least the acicular crystal is 5 or more, preferably 1
It is preferably 0 or more, more preferably 100 or more. The diameter of the needle-shaped crystal is also preferably 1 μm or less, and preferably 0.1 μm or less.

【0041】ここでアスペクト比とは針状結晶の横切断
面が円形又は円形に近い状態の形状の場合は直径に対す
る長さの比率をいい、針状結晶の横切断面が六角形等の
角形の場合は切断面の重心を通る最小長さに対する針状
結晶の長さの比率をいうものとする。
Here, the aspect ratio means the ratio of the length to the diameter when the cross-section of the needle-shaped crystal is circular or nearly circular, and the cross-section of the needle-shaped crystal is a square such as a hexagon. In the case of, the ratio of the length of the needle crystal to the minimum length passing through the center of gravity of the cut surface is referred to.

【0042】また、混合結晶としてはエネルギーギャッ
プが大きなものが好ましく、具体的にはエネルギーギャ
ップが3eV以上のものが好ましい。電子受容型(n
型)結晶としては、例えばTiO2 、ZnO、SnO2
などが好ましく、電子供与型(p型)結晶としては例え
ばNiO、CuIなどが挙げられる。
As the mixed crystal, those having a large energy gap are preferable, and specifically those having an energy gap of 3 eV or more are preferable. Electron accepting type (n
Examples of the (type) crystal include TiO 2 , ZnO, SnO 2
And the like, and examples of the electron donating (p-type) crystal include NiO and CuI.

【0043】このような混合結晶の作製方法としては、
混合結晶粉を上記Graetzel型セル同様に塗布、焼成させ
る方法がある。この場合、針状結晶が図3(a)の様に
基板14と平行に重なってしまう状態より、図3(b)
や図1(b)に見られる様に針状結晶の一端が透明電極
15に接合させた状態で、基板14と垂直方向に形成さ
れている方が好ましい。針状結晶の軸方向と基板の主面
とのなす角度は60゜以上であることが好ましく、80
゜以上であることがより好ましい。また、半導体結晶1
8は、あらかじめ混合した状態で塗布する方法と、1種
類以上の半導体結晶を先に塗布してから重ね塗りするよ
うに塗布する方法がある。このとき、半導体結晶18の
直径が100nm以下、できれば20nm以下の微粒子
が好ましい。
As a method for producing such a mixed crystal,
There is a method of applying and firing the mixed crystal powder in the same manner as in the above Graetzel type cell. In this case, the needle-like crystals overlap with the substrate 14 in parallel as shown in FIG.
1 (b), it is preferable that one end of the needle-shaped crystal is formed in a direction perpendicular to the substrate 14 in a state where one end of the needle-shaped crystal is bonded to the transparent electrode 15. The angle between the axial direction of the needle-shaped crystal and the main surface of the substrate is preferably 60 ° or more.
゜ is more preferable. In addition, semiconductor crystal 1
No. 8 includes a method of applying in a state of being mixed in advance, and a method of applying one or more kinds of semiconductor crystals in advance so as to apply again. At this time, fine particles having a diameter of the semiconductor crystal 18 of 100 nm or less, preferably 20 nm or less are preferable.

【0044】また基板上において針状結晶を成長させる
方法も挙げられるが、この方法にも大きく分けて2種類
ある。一つは結晶成分を外部から供給する方法であり、
CVD法やPVD法、電着法などが挙げられる。もうひ
とつの方法としては基板上の成分を反応させて針状結晶
を成長させる方法がある。
There is also a method of growing a needle-like crystal on a substrate, and this method is roughly classified into two types. One is to supply crystal components from outside,
Examples include a CVD method, a PVD method, and an electrodeposition method. As another method, there is a method in which a component on a substrate is reacted to grow a needle crystal.

【0045】前者としては、例えば図5(a)に示した
様に基板41上に金属層を成膜した後、TiO2 やZn
Oなどを大気開放型のCVD法を用いて金属層上に針状
結晶成長させ、その後TiO2 やZnOなどの半導体結
晶18を付着する方法や、図5(b)に示した様に金属
基板自身に大気開放型のCVD法を用いて針状結晶成長
させ、その後異なる半導体結晶を塗布する方法が挙げら
れる。
[0045] As the former, for example, after forming a metal layer on the substrate 41 as shown in FIG. 5 (a), TiO 2 and Zn
Needle crystal is grown on a metal layer by using an open-air CVD method using O or the like, and then a semiconductor crystal 18 such as TiO 2 or ZnO is deposited. Alternatively, as shown in FIG. A method of growing a needle-like crystal on itself using an open-to-air CVD method, and then applying a different semiconductor crystal.

【0046】後者としては、例えば図5(a)に示した
様にTiやZnなどの金属層を基板に成膜した後、酸化
させて針状結晶成長させる方法や、図5(b)に示した
様に金属基板自身を酸化させて針状結晶成長させる方法
が挙げられる。
As the latter, for example, as shown in FIG. 5A, a metal layer such as Ti or Zn is formed on a substrate and then oxidized to grow a needle-like crystal. As shown, there is a method of oxidizing the metal substrate itself to grow needle crystals.

【0047】また特に針状結晶の直径や成長方向を制御
する方法として、図4に示した様な微細孔となるナノホ
ールから針状結晶を成長させる方法がある。具体的には
下地に針状結晶成分の金属層42もしくは金属基板44
を設け、その上部にアルミ層を0.1〜数μm程度設
け、上部アルミ層を陽極酸化させ微細孔層となるナノホ
ール層43とする。この陽極酸化では蓚酸、りん酸、硫
酸などが利用され、ナノホールの間隔は陽極酸化電圧で
制御できる。また、ナノホール径は陽極酸化後にりん酸
溶液などでエッチングすることにより制御できる。この
アルミナナノホールを作製した後、酸素や水蒸気などの
雰囲気中で除酸化させると、アルミナナノホールの下地
金属が酸化され半導体針状結晶17がナノホールを通し
て成長させ得る。
In particular, as a method of controlling the diameter and the growth direction of the needle-like crystal, there is a method of growing a needle-like crystal from nanoholes which become micropores as shown in FIG. Specifically, the metal layer 42 or the metal substrate 44 of the acicular crystal component
Is provided thereon, and an aluminum layer is provided thereon in a thickness of about 0.1 to several μm, and the upper aluminum layer is anodized to form a nanohole layer 43 serving as a fine pore layer. In this anodic oxidation, oxalic acid, phosphoric acid, sulfuric acid, or the like is used, and the distance between nanoholes can be controlled by the anodic oxidation voltage. The nanohole diameter can be controlled by etching with a phosphoric acid solution or the like after anodic oxidation. When the alumina nanoholes are prepared and then deoxidized in an atmosphere such as oxygen or water vapor, the underlying metal of the alumina nanoholes is oxidized, and the semiconductor needle-like crystals 17 can grow through the nanoholes.

【0048】後者の様な酸化による針状結晶の作製方法
においては、一般的に酸化条件が針状結晶の径や長さを
決定する上で重要なファクターとなる。
In the latter method for producing needle-like crystals by oxidation, oxidation conditions are generally an important factor in determining the diameter and length of the needle-like crystals.

【0049】また、針状結晶の直径や成長方向を制御し
た後に、違う種類の半導体結晶を用いたゲル溶液などに
浸漬させる事により、図5に示した様に半導体針状結晶
17の表面に半導体結晶18が存在する構造をとる事が
できる。このことにより、針状結晶の直径や長さが不十
分な場合でもラフネスファクターが大きい半導体結晶を
作製する事ができ、且つ電子もしくはホールの移動にお
いて粒界の影響が少ない半導体混合結晶を作製する事が
できる。 <光吸収層について>本発明の光電変換装置の光吸収層
としては、各種の半導体や色素が利用可能である。半導
体としてはi型の光吸収係数が大きなアモルファス半導
体や直接遷移型半導体が好ましい。色素としては金属錯
体色素および/もしくはポリメチン色素、ペリレン色
素、ローズベンガル、サンタリン(Santalin)色素、シ
アニン(Cyanin)色素などの有機色素や天然色素が好ま
しい。該色素は半導体微粒子の表面に対する適当な結合
基を有していることが好ましい。好ましい結合基として
は、COOH基、シアノ基、PO3 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。この中でもCOOH基、PO
3 2 基が特に好ましい。本発明に使用する色素が金属
錯体色素の場合、ルテニウム錯体色素{Ru(dcbpy)
2 (SCN)2 、(dcbpy=2,2−ビピリジン(bipyr
idine)−4,4′−ジカルボン酸(dicarboxylic aci
d))等}が利用できるが、酸化・還元体が安定である
ことが重要である。
After controlling the diameter and the growth direction of the needle-shaped crystal, the needle-shaped crystal 17 is immersed in a gel solution using a different kind of semiconductor crystal, so that the surface of the semiconductor needle-shaped crystal 17 as shown in FIG. A structure in which the semiconductor crystal 18 exists can be adopted. As a result, a semiconductor crystal having a large roughness factor can be manufactured even when the diameter and length of the needle-shaped crystal are insufficient, and a semiconductor mixed crystal in which the influence of a grain boundary on movement of electrons or holes is small. Can do things. <Regarding Light Absorbing Layer> Various semiconductors and dyes can be used as the light absorbing layer of the photoelectric conversion device of the present invention. The semiconductor is preferably an i-type amorphous semiconductor having a large light absorption coefficient or a direct transition semiconductor. As the dye, organic dyes such as metal complex dyes and / or polymethine dyes, perylene dyes, rose bengal, Santalin dyes, and cyanine dyes, and natural dyes are preferable. The dye preferably has an appropriate bonding group to the surface of the semiconductor fine particles. Preferred linking groups include COOH groups, cyano groups, PO 3 H 2 groups, or chelating groups having π conductivity, such as oximes, dioximes, hydroxyquinolines, salicylates and α-keto enolates. Among them, COOH group, PO
The 3 H 2 group is particularly preferred. When the dye used in the present invention is a metal complex dye, the ruthenium complex dye @Ru (dcbpy)
2 (SCN) 2 , (dcbpy = 2,2-bipyridine (bipyr
idine) -4,4'-dicarboxylic acid
d)) Although} etc. can be used, it is important that the oxidized and reduced forms are stable.

【0050】また、光吸収層の励起された電子の電位、
即ち光励起した色素の電位(色素のLUMO電位)や半
導体中の伝導帯電位が、電子受容型電荷輸送層の電子受
容電位(n型半導体の伝導帯電位など)より高く、かつ
光吸収層で光励起により生成したホール電位が、電子供
与型電荷移動層の電子供与電位(p型半導体の価電子帯
電位、レドックス対のポテンシャル電位など)より低い
ことが必要である。光吸収層近傍における励起された電
子−ホールの再結合確率を低くすることも、光電変換効
率を増大させる上で重要となる。 <電荷輸送層(混合結晶との対極)について>n型の混
合結晶を用いた場合、光吸収層を挟んでホール輸送層を
作製する必要がある。このホール輸送層には湿式太陽電
池同様レドックス系が利用可能である。レドックスを用
いる場合でも単純な溶液系のみでなく、カーボンパウダ
ーを保持材にしたり、電解質をゲル化する方法がある。
また、溶融塩やイオン伝導性ポリマーを用いる方法もあ
る。さらに電子(ホール)を輸送する方法として電界重
合有機ポリマーやCuI、CuSCN、NiOなどのp
型半導体を用いることも出来る。逆にp型の混合結晶を
用いた場合には、n型の半導体であるZnO、Ti
2 、SnO2 などが利用可能となる。
Also, the potential of the excited electrons in the light absorbing layer,
That is, the potential of the dye that has been photoexcited (LUMO potential of the dye) and the conduction charge potential in the semiconductor are higher than the electron acceptance potential of the electron-accepting charge transport layer (such as the conduction charge potential of an n-type semiconductor), and the photoexcitation in the light absorption layer Is required to be lower than the electron donating potential of the electron donating type charge transfer layer (such as the valence charge potential of the p-type semiconductor and the potential potential of the redox couple). It is also important to lower the probability of recombination of excited electrons and holes near the light absorption layer in order to increase the photoelectric conversion efficiency. <Charge transport layer (counter electrode to mixed crystal)> When an n-type mixed crystal is used, it is necessary to form a hole transport layer with a light absorbing layer interposed therebetween. For this hole transport layer, a redox system can be used as in a wet solar cell. Even when redox is used, not only a simple solution system but also a method of using carbon powder as a holding material or gelling an electrolyte is available.
There is also a method using a molten salt or an ion conductive polymer. Further, as a method of transporting electrons (holes), an electropolymerized organic polymer or p such as CuI, CuSCN, NiO, etc.
A type semiconductor can also be used. Conversely, when a p-type mixed crystal is used, n-type semiconductors such as ZnO and Ti
O 2 and SnO 2 can be used.

【0051】上記輸送層は混合結晶間に入り込む必要が
あるため、作製には液体や高分子などに利用できる浸透
法や、固体の輸送層に利用できるめっき法、CVD法な
どが適している。 <電極について>電荷輸送層、半導体針状結晶層に隣接
するように電極が設けられる。電極はこれらの層の外側
の前面に設けてもよいし一部に設けてもよい。電荷輸送
層が固体でない場合、電荷輸送層を保持するという観点
から前面に電極を設けたほうがよい。電荷輸送層に隣接
する電極の表面には、例えばレドックス対の還元を効率
よく行わせる為にPt、Cなどの触媒を設けておくこと
が好ましい。
Since the transport layer needs to penetrate between the mixed crystals, it is suitable to use a permeation method that can be used for a liquid or a polymer, a plating method or a CVD method that can be used for a solid transport layer. <Electrode> An electrode is provided adjacent to the charge transport layer and the semiconductor needle crystal layer. The electrodes may be provided on the outer front surface of these layers or may be provided partially. If the charge transport layer is not solid, it is better to provide an electrode on the front surface from the viewpoint of holding the charge transport layer. It is preferable to provide a catalyst such as Pt or C on the surface of the electrode adjacent to the charge transport layer, for example, in order to efficiently reduce the redox couple.

【0052】光入射側の電極としては、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か
らなる透明電極が好適に用いられる。光入射側の電極に
接する層(電荷輸送層或いは半導体混合結晶層)の抵抗
が十分低い場合には、光入射側の電極として部分的な電
極、例えばフィンガー電極などを設けることも可能であ
る。
As the electrode on the light incident side, a transparent electrode made of indium-tin composite oxide, tin oxide doped with fluorine, or the like is suitably used. When the resistance of the layer (charge transport layer or semiconductor mixed crystal layer) in contact with the electrode on the light incident side is sufficiently low, it is possible to provide a partial electrode, for example, a finger electrode, as the electrode on the light incident side.

【0053】光入射側とはならない電極は、Cu、A
g、Al等からなる金属電極が好適に用いられる。 <基板について>基板の材質、厚さは、光起電力装置に
要求される耐久性に応じて適宜設計することができる。
光入射側の基板は透光性である限り、ガラス基板、プラ
スチック基板などが好適に用いられる。光入射側とはな
らない基板としては、金属基板、セラミック基板などを
適宜用いることができる。光入射側の基板の表面には、
SiO2 などからなる反射防止膜を設けることが好まし
い。
The electrodes not on the light incident side are Cu, A
A metal electrode made of g, Al, or the like is preferably used. <Regarding Substrate> The material and thickness of the substrate can be appropriately designed according to the durability required for the photovoltaic device.
As the substrate on the light incident side, a glass substrate, a plastic substrate, or the like is suitably used as long as it is translucent. As a substrate that does not become the light incident side, a metal substrate, a ceramic substrate, or the like can be used as appropriate. On the surface of the substrate on the light incident side,
It is preferable to provide an antireflection film made of SiO 2 or the like.

【0054】なお、前述した電極に基板としての機能を
兼ねさせることにより、電極とは別部材の基板を設けな
い様にしても良い。 <封止について>図示してはないが、本発明の光電変換
装置は少なくとも基板以外の部分を封止することが、耐
候性を高める観点から好ましい。封止材としては接着剤
や樹脂を用いることができる。なお、光入射側を封止す
る場合、封止材は透光性であることが好ましい。
It should be noted that the above-mentioned electrode may also serve as a substrate so that a substrate separate from the electrode may not be provided. <Seal> Although not shown, it is preferable that the photoelectric conversion device of the present invention seal at least a portion other than the substrate from the viewpoint of improving weather resistance. An adhesive or a resin can be used as the sealing material. When the light incident side is sealed, the sealing material is preferably light-transmitting.

【0055】[0055]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。 [実施例1]本実施例は、ルチル型針状結晶粉を電子受
容型電子輸送層に利用して光電変換装置を作製した例に
ついて図1を用いて説明する。
The present invention will be further described below with reference to examples. [Embodiment 1] In this embodiment, an example in which a rutile-type acicular crystal powder is used for an electron-accepting electron-transporting layer to fabricate a photoelectric conversion device will be described with reference to FIGS.

【0056】直径が200〜300nm、長さが直径の
約10倍であるルチル型TiO2 針状結晶3g(グラ
ム)と粒径約20nmのアナターゼ型TiO2 微結晶
(P25)3gを水10mL(ミリリットル)、アセチ
ルアセトン0.2mL、トリトン−X(登録商標名;ユ
ニオン・カーバイド社製)0.2mLと混合しスラリー
状にした。このスラリーを導電性ガラス(FドープSn
2 、10Ω/□)上に、スペーサーを用いて厚み約5
0μm、1cm角に塗布した。そして酸素ガスを100
mL/min(sccm)流しながら450℃で1時間
焼成を行った。
3 g (gram) of rutile-type TiO 2 needle-like crystals having a diameter of 200 to 300 nm and a length of about 10 times the diameter and 3 g of anatase-type TiO 2 microcrystals (P25) having a particle size of about 20 nm were added to 10 mL of water ( Milliliter), 0.2 mL of acetylacetone, and 0.2 mL of Triton-X (registered trademark; manufactured by Union Carbide Co.) to form a slurry. This slurry is mixed with conductive glass (F-doped Sn).
O 2 , 10Ω / □) on a spacer with a thickness of about 5
0 μm, 1 cm square was applied. And 100 oxygen gas
Firing was performed at 450 ° C. for 1 hour while flowing at a flow rate of mL / min (sccm).

【0057】焼成後のTiO2 針状結晶層の膜厚は約1
0μmであった。色素はGraetzelらが報告しているRu
錯体であるRu((bipy)(COOH)2 2 (S
CN)2 を用いた。色素を蒸留エタノールに溶解し、こ
の中にTiO2 電極を120分浸して色素を電極に吸着
させた後取りだし、80℃で乾燥させた。また、導電性
ガラス(FドープSnO2 、10Ω/□)上に白金を1
nm厚にスパッタ成膜した対極を用い、レドックス対は
- /I3 -を用いた。溶質はテトラプロピルアンモニウ
ムヨウ化物(tetrapropylammonium iodide)(0.46
mol/L)とヨウ素(0.06mol/L)、溶媒はエチレンカ
ルボナート(ethylene carbonate)(80vol%)とア
セトニトリル(acetonitrile)(20vol%)の混合
液を用いた。この混合液をTiO2 付き導電性ガラスに
滴下し、対極で挟んでセルとした。
The thickness of the TiO 2 needle crystal layer after firing is about 1
It was 0 μm. The pigment is Ru, reported by Graetzel et al.
The complex Ru ((bipy) (COOH) 2 ) 2 (S
CN) 2 was used. The dye was dissolved in distilled ethanol, and a TiO 2 electrode was immersed in the ethanol for 120 minutes to allow the dye to be adsorbed on the electrode, and then taken out and dried at 80 ° C. In addition, platinum was added on conductive glass (F-doped SnO 2 , 10Ω / □).
A counter electrode formed by sputtering to a thickness of nm was used, and the redox pair used was I / I 3 . The solute was tetrapropylammonium iodide (0.46
mol / L) and iodine (0.06 mol / L), and the solvent used was a mixture of ethylene carbonate (80 vol%) and acetonitrile (acetonitrile) (20 vol%). This mixed solution was dropped on conductive glass with TiO 2 and sandwiched between counter electrodes to form a cell.

【0058】また、比較例としてP25のみを用いて同
様にセルを組み立てた。
A cell was similarly assembled using only P25 as a comparative example.

【0059】そして紫外線カットフィルターを取り付け
た500Wのキセノンランプ光をTiO2 付き導電性ガ
ラス側、もしくは対極側から照射した。そしてこの時生
じた光電変換反応による光電流の値を測定した。その測
定結果本発明のセルの方が開放電位、フィルファクター
ともに5%程度大きく、特に対極側から光照射した場合
には7%以上大きかった。これは混合結晶を用いたこと
によって電子受容型電荷輸送層の内部抵抗が減少したこ
とに起因すると考えられる。 [実施例2]実施例1と同様な実験をTiO2 針状結晶
に変えてZnO針状結晶、およびSnO2 針状結晶をそ
れぞれ用いて行った。
Then, xenon lamp light of 500 W equipped with an ultraviolet cut filter was irradiated from the conductive glass side with TiO 2 or the counter electrode side. Then, the value of the photocurrent due to the photoelectric conversion reaction generated at this time was measured. As a result of the measurement, the open potential and the fill factor of the cell of the present invention were about 5% higher than those of the cell of the present invention. This is considered to be because the internal resistance of the electron-accepting charge transport layer was reduced by using the mixed crystal. [Example 2] An experiment similar to that of Example 1 was performed using a ZnO needle crystal and a SnO 2 needle crystal instead of TiO 2 needle crystals.

【0060】この際ZnO針状結晶はテトラポッド状で
あり、直径は約1μm、長さが直径の約5倍であり、S
nO2 針状結晶では直径は約0.5μm、長さが直径の
約10倍であった。製造方法はいずれも実施例1の素子
と同様として、実施例1同様の評価を行った。その結果
いずれの装置でも比較例(ZnO粉末を用いた装置、及
びSnO2 粉末を用いた装置)と比べて、混合結晶層付
き導電性ガラス側から光を照射した場合には、開放電
位、フィルファクターともに3%程度大きく、対極側か
ら光照射した場合には、開放電位、フィルファクターと
もに5%以上大きかった。これは混合結晶を用いたこと
によって電子受容型電荷輸送層の内部抵抗が減少したこ
とに起因すると考えられる。 [実施例3]本実施例は、金属材料を酸化させて半導体
針状結晶を作製した例について図5を用いて説明する。
At this time, the ZnO needle-like crystal is in the form of a tetrapod, having a diameter of about 1 μm, a length of about 5 times the diameter, and
The nO 2 needle crystal had a diameter of about 0.5 μm and a length of about 10 times the diameter. The same evaluation as in Example 1 was performed with the same manufacturing method as in Example 1. As a result, compared to the comparative examples (apparatus using ZnO powder and apparatus using SnO 2 powder), in each apparatus, when light was irradiated from the conductive glass side with the mixed crystal layer, the open potential and fill Both factors were about 3% larger, and when light was irradiated from the counter electrode side, both the open potential and the fill factor were 5% or more. This is considered to be because the internal resistance of the electron-accepting charge transport layer was reduced by using the mixed crystal. [Embodiment 3] In this embodiment, an example in which a semiconductor material is manufactured by oxidizing a metal material will be described with reference to FIGS.

【0061】石英基板41上にTi下地金属層42を3
μm成膜した基板、及びTi板44の基板を用意し、そ
れぞれのTi表面を蓚酸0.3mol/L中で40Vにて若
干陽極酸化させる。酸素を10ppm含有するHeガス
を100mL/min(sccm)流しながら、これら
の基板を700℃で10時間焼成を行った。焼成後のT
i下地、及びTi基板表面にはルチル型のTiO2 針状
結晶が基板から図5(a)、(b)に示した様に成長し
ていた。このTiO2 針状結晶の径は0.1〜2μmで
あり、長さはその10〜100倍であった。その基板
を、粒径約20nmのアナターゼ型TiO2 微結晶(P
25)3gを水40mL、アセチルアセトン0.2m
L、トリトン−X0.2mLと混合しスラリー状にした
溶液内に浸漬させ、さらに酸素を100mL/min
(sccm)流しながら450℃で1時間焼成を行っ
た。そして実施例1と同様に針状結晶の表面に色素を吸
着させた。そして、導電性ガラス(FドープSnO2
10Ω/□)上にグラファイトを約1nm厚に形成した
対極を用い、レドックス対としてI- /I3 -を用いた。
溶質も実施例1と同様にテトラプロピルアンモニウムヨ
ウ化物(tetrapropylammonium iodide)(0.46mol/
L)とヨウ素(0.06mol/L)、溶媒はエチレンカルボ
ナート(ethylene carbonate)(80vol%)とアセ
トニトリル(acetonitrile)(20vol%)の混合液
を用いた。この混合液をTiO2 付き導電性ガラスに滴
下し、対極で挟んでセルとした。
A Ti base metal layer 42 is formed on a quartz substrate 41
A substrate having a thickness of μm and a substrate of a Ti plate 44 are prepared, and the respective Ti surfaces are slightly anodized at 40 V in 0.3 mol / L of oxalic acid. These substrates were fired at 700 ° C. for 10 hours while flowing He gas containing 10 ppm of oxygen at 100 mL / min (sccm). T after firing
Rutile-type TiO 2 needle-like crystals grew from the substrate on the i-base and the surface of the Ti substrate as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). The diameter of the needle-like TiO 2 crystal was 0.1 to 2 μm, and the length was 10 to 100 times the length. The anatase type TiO 2 microcrystal (P
25) 3 g of water 40 mL, acetylacetone 0.2 m
L, mixed with 0.2 mL of Triton-X, immersed in a slurry solution, and further oxygen was added at 100 mL / min.
The firing was performed at 450 ° C. for 1 hour while flowing (sccm). Then, a dye was adsorbed on the surface of the needle-shaped crystal in the same manner as in Example 1. Then, conductive glass (F-doped SnO 2 ,
A counter electrode having a thickness of about 1 nm made of graphite on 10Ω / □) was used, and I / I 3 was used as a redox pair.
As in Example 1, the solute was also tetrapropylammonium iodide (0.46 mol /
L), iodine (0.06 mol / L), and a solvent used were a mixture of ethylene carbonate (80 vol%) and acetonitrile (acetonitrile) (20 vol%). This mixed solution was dropped on conductive glass with TiO 2 and sandwiched between counter electrodes to form a cell.

【0062】また、比較例としてP25を用いて同様に
セルを組み立てた。
A cell was similarly assembled using P25 as a comparative example.

【0063】そして実施例1と同様に紫外線カットフィ
ルターを取り付けた500Wのキセノンランプ光を対極
側から照射した。そしてこの時生じた光電変換反応によ
る光電流の値を測定した。その測定結果本発明のセルの
方が開放電位、フィルファクターともに10%程度大き
かった。これは針状結晶を用いたことによって電子受容
型電荷輸送層の内部抵抗が減少したことに起因すると考
えられる。 [実施例4]本実施例は、金属材料を酸化させてナノホ
ールから半導体針状結晶を作製した例について図4を用
いて説明する。
In the same manner as in Example 1, a 500 W xenon lamp light equipped with an ultraviolet cut filter was irradiated from the counter electrode side. Then, the value of the photocurrent due to the photoelectric conversion reaction generated at this time was measured. As a result of the measurement, the open potential and the fill factor of the cell of the present invention were both higher by about 10%. This is considered to be due to the fact that the internal resistance of the electron-accepting charge transport layer was reduced by using the needle-like crystals. Embodiment 4 In this embodiment, an example in which a metal material is oxidized to form a semiconductor needle crystal from nanoholes will be described with reference to FIGS.

【0064】石英基板41上にTi下地金属層42を3
μm成膜した基板、及びTi板44の基板を用意し、そ
れぞれのTi表面にAlを0.5μm成膜した。そして
Al層を蓚酸0.3mol/L中で40Vにて陽極酸化させ
た後、りん酸5wt.%中に40分浸した。この処理によ
り陽極酸化されたアルミナ層43には、約50nmの径
のナノホールが約100nm間隔で多数開いていた。酸
素を10ppm含有するHeガスを100mL/min
(sccm)流しながら、これらの基板を700℃で1
0時間焼成を行った。焼成後のTi下地、及びTi基板
表面にはアルミナナノホールからルチル型のTiO2
状結晶17が電極から図4(a)、(b)に示した様に
成長していた。このTiO2 針状結晶の径は0.02〜
0.05μmであり、長さはその20〜500倍であっ
た。その基板を、粒径約20nmのアナターゼ型TiO
2 微結晶(P25)3gを水40mL、アセチルアセト
ン0.2mL、トリトン−X0.2mLと混合しスラリ
ー状にした溶液内に浸漬させ、さらに酸素を100mL
/min(sccm)流しながら450℃で1時間焼成
を行った。
A Ti base metal layer 42 is formed on a quartz substrate 41
A substrate having a thickness of μm and a substrate of the Ti plate 44 were prepared, and 0.5 μm of Al was formed on each Ti surface. Then, the Al layer was anodized at 40 V in oxalic acid 0.3 mol / L, and then immersed in phosphoric acid 5 wt.% For 40 minutes. A large number of nanoholes having a diameter of about 50 nm were opened at intervals of about 100 nm in the alumina layer 43 anodized by this treatment. 100 mL / min of He gas containing 10 ppm of oxygen
(Sccm) while flowing these substrates at 700 ° C. for 1 hour.
The firing was performed for 0 hours. Rutile-type TiO 2 needle-like crystals 17 were grown from the alumina nanoholes on the surface of the Ti base and the surface of the Ti substrate after firing, as shown in FIGS. 4A and 4B. The diameter of the TiO 2 needle crystal is 0.02 to
The length was 0.05 μm, and the length was 20 to 500 times the length. The substrate is made of anatase TiO having a particle size of about 20 nm.
( 2 ) 3 g of microcrystals (P25) are mixed with 40 mL of water, 0.2 mL of acetylacetone, and 0.2 mL of Triton-X to be immersed in a slurry solution, and oxygen is further added to 100 mL.
Calcination was performed at 450 ° C. for 1 hour while flowing at a flow rate of / min (sccm).

【0065】そして実施例1と同様に針状結晶の表面に
色素を吸着させた。そして、導電性ガラス(FドープS
nO2 、10Ω/□)上にグラファイトを約1nm厚に
形成した対極を用い、レドックス対としてI- /I3 -
用いた。溶質も実施例1と同様にテトラプロピルアンモ
ニウムヨウ化物(tetrapropylammonium iodide)(0.
46mol/L)とヨウ素(0.06mol/L)、溶媒はエチレ
ンカルボナート(ethylene carbonate)(80vol
%)とアセトニトリル(acetonitrile)(20vol
%)の混合液を用いた。この混合液をTiO2 付き導電
性ガラスに滴下し、対極で挟んでセルとした。
In the same manner as in Example 1, a dye was adsorbed on the surface of the needle crystal. Then, the conductive glass (F-doped S
A counter electrode in which graphite was formed to a thickness of about 1 nm on nO 2 , 10Ω / □) was used, and I / I 3 was used as a redox pair. As in Example 1, the solute was tetrapropylammonium iodide (0.
46mol / L) and iodine (0.06mol / L), solvent is ethylene carbonate (80vol)
%) And acetonitrile (acetonitrile) (20 vol.
%). This mixed solution was dropped on conductive glass with TiO 2 and sandwiched between counter electrodes to form a cell.

【0066】また、比較例としてP25を用いて同様に
セルを組み立てた。
A cell was similarly assembled using P25 as a comparative example.

【0067】そして実施例1と同様に紫外線カットフィ
ルターを取り付けた500Wのキセノンランプ光を対極
側から照射した。そしてこの時生じた光電変換反応によ
る光電流の値を測定した。その測定結果本発明のセルの
方が開放電位、フィルファクターともに5%程度大きか
った。これは針状結晶を用いたことによって電子受容型
電荷輸送層の内部抵抗が減少したことに起因すると考え
られる。 [実施例5]本実施例は、大気開放型CVD法を用いて
半導体針状結晶を作製した例について図5及び図7を用
いて説明する。
Then, in the same manner as in Example 1, a 500 W xenon lamp light equipped with an ultraviolet cut filter was irradiated from the counter electrode side. Then, the value of the photocurrent due to the photoelectric conversion reaction generated at this time was measured. As a result of the measurement, the open cell potential and the fill factor of the cell of the present invention were both higher by about 5%. This is considered to be due to the fact that the internal resistance of the electron-accepting charge transport layer was reduced by using the needle-like crystals. [Embodiment 5] In this embodiment, an example in which a semiconductor needle crystal is manufactured by using an open-air CVD method will be described with reference to FIGS.

【0068】石英基板41上にAl下地金属層42を3
μm成膜した基板、及びAl板44の基板を用意し、そ
れぞれCVD装置の基板加熱台76に設置した。そし
て、原料気化器73に固体状のビス(アセチルアセトナ
ト)亜鉛(II)を入れ、115℃の熱を加えて気化させ
た。それを窒素で運んでノズル74から加熱したAl基
板75上に吹き付けた。処理後のAl下地、及びAl基
板表面にはZnO針状結晶が基板から図5(a)、
(b)に示した様に成長していた。このZnO 針状結
晶の径は約1μmであり、長さはその10〜100倍で
あった。その基板を、ルチル型TiO2 針状結晶3gと
粒径約20nmのアナターゼ型TiO2 微結晶(P2
5)3gを水40mL、アセチルアセトン0.2mL、
トリトン−X0.2mLと混合しスラリー状にした溶液
内に浸漬させ、さらに酸素を100mL/min(sc
cm)流しながら450℃で1時間焼成を行った。そし
て実施例1と同様に針状結晶の表面に色素を吸着させ
た。そして、導電性ガラス(FドープSnO2 、10Ω
/□)上にグラファイトを約1nm厚に形成した対極を
用い、レドックス対としてI- /I3 -を用いた。溶質も
実施例1と同様にテトラプロピルアンモニウムヨウ化物
(tetrapropylammonium iodide)(0.46mol/L)と
ヨウ素(0.06mol/L)、溶媒はエチレンカルボナー
ト(ethylene carbonate)(80vol%)とアセトニ
トリル(acetonitrile)(20vol%)の混合液を用
いた。この混合液をZnO 付き導電性基板に滴下し、
対極で挟んでセルとした。
An Al base metal layer 42 is formed on a quartz substrate 41
A substrate on which a film having a thickness of μm was formed and a substrate having an Al plate 44 were prepared, and each was placed on a substrate heating table 76 of a CVD apparatus. Then, solid bis (acetylacetonato) zinc (II) was put in the raw material vaporizer 73, and heated at 115 ° C. to vaporize. It was carried by nitrogen and sprayed from a nozzle 74 onto a heated Al substrate 75. On the Al base after the treatment and on the surface of the Al substrate, needle-like ZnO crystals are shown from the substrate in FIG.
It grew as shown in (b). This ZnO The diameter of the needle-like crystal was about 1 μm, and the length was 10 to 100 times the length. The substrate was treated with 3 g of rutile TiO 2 needle-like crystals and anatase TiO 2 microcrystals (P2
5) 3 g of water 40 mL, acetylacetone 0.2 mL,
It was immersed in a slurry-like solution mixed with 0.2 mL of Triton-X, and oxygen was further added at 100 mL / min (sc).
cm) while flowing at 450 ° C. for 1 hour. Then, a dye was adsorbed on the surface of the needle-shaped crystal in the same manner as in Example 1. Then, conductive glass (F-doped SnO 2 , 10Ω)
/ □), a counter electrode having a thickness of about 1 nm formed of graphite was used, and I / I 3 was used as a redox pair. As in Example 1, the solute was tetrapropylammonium iodide (0.46 mol / L) and iodine (0.06 mol / L), and the solvents were ethylene carbonate (80 vol%) and acetonitrile (80 vol%). acetonitrile) (20 vol%). This mixed solution is ZnO On the conductive substrate with
A cell was sandwiched between the opposite electrodes.

【0069】また、比較例として粒径約1μmを主成分
としたZnO粉末を熱処理したものを用いて同様にセル
を組み立てた。
As a comparative example, a cell was similarly assembled using a heat-treated ZnO powder having a particle size of about 1 μm as a main component.

【0070】そして実施例1と同様に紫外線カットフィ
ルターを取り付けた500Wのキセノンランプ光を対極
側から照射した。そしてこの時生じた光電変換反応によ
る光電流の値を測定した。その測定結果本発明のセルの
方が開放電位、フィルファクターともに7%程度大きか
った。これは針状結晶を用いたことによって電子受容型
電荷輸送層の内部抵抗が減少したことに起因すると考え
られる。 [実施例6]本実施例は、大気開放型CVD法を用いて
半導体針状結晶を作製した例について図5及び図7を用
いて説明する。
Then, in the same manner as in Example 1, a xenon lamp light of 500 W equipped with an ultraviolet cut filter was irradiated from the counter electrode side. Then, the value of the photocurrent due to the photoelectric conversion reaction generated at this time was measured. As a result of the measurement, the open potential and the fill factor of the cell of the present invention were higher by about 7%. This is considered to be due to the fact that the internal resistance of the electron-accepting charge transport layer was reduced by using the needle-like crystals. [Embodiment 6] In this embodiment, an example in which a semiconductor needle crystal is manufactured by using an open-to-air CVD method will be described with reference to FIGS.

【0071】基板ガラス44上にFドープしたSnO2
42を皮膜した導電性ガラス(FドープSnO2 、10
Ω/□)を用意し、CVD装置の基板加熱台76に設置
した。そして、原料気化器73に固体状のビス(アセチ
ルアセトナト)亜鉛(II)を入れ、115℃の熱を加え
て気化させた。それを窒素で運んでノズル74から加熱
した導電性ガラス基板75上に吹き付けた。処理後の導
電性ガラス表面にはZnO針状結晶が基板から図5
(a)に示した様に成長していた。このZnO 針状結
晶の径は1μmであり、長さはその10〜100倍であ
った。その基板を、ルチル型TiO2 針状結晶3gと粒
径約20nmのアナターゼ型TiO2 微結晶(P25)
3gを水40mL、アセチルアセトン0.2mL、トリ
トン−X0.2mLと混合しスラリー状にした溶液内に
浸漬させ、さらに酸素を100mL/min(scc
m)流しながら450℃で1時間焼成を行った。そして
実施例1と同様に針状結晶の表面に色素を吸着させた。
そして、導電性ガラス(FドープSnO2 、10Ω/
□)上にグラファイトを約1nm厚に形成した対極を用
い、p−型半導体としてCuIを使用した。CuIは、
無水のアセトニトリルに溶解し、色素を担持したメソス
コピックZnO膜界面に析出させた。このようにして調
整した固体電極を対極と重ね合せて固体化太陽電池を作
製した。
F-doped SnO 2 on the substrate glass 44
42 coated with conductive glass (F-doped SnO 2 , 10
Ω / □) was prepared and placed on the substrate heating table 76 of the CVD apparatus. Then, solid bis (acetylacetonato) zinc (II) was put in the raw material vaporizer 73, and heated at 115 ° C. to vaporize. It was carried by nitrogen and sprayed from a nozzle 74 onto a heated conductive glass substrate 75. On the surface of the conductive glass after the treatment, ZnO needle-like crystals
It grew as shown in FIG. This ZnO The diameter of the needle-like crystal was 1 μm, and the length was 10 to 100 times the length. The substrate is made of 3 g of rutile-type TiO 2 needle crystals and anatase-type TiO 2 microcrystals having a particle size of about 20 nm (P25).
3 g was mixed with 40 mL of water, 0.2 mL of acetylacetone, and 0.2 mL of Triton-X, immersed in a slurry solution, and oxygen was further added at 100 mL / min (scc
m) Baking was performed at 450 ° C. for 1 hour while flowing. Then, a dye was adsorbed on the surface of the needle-shaped crystal in the same manner as in Example 1.
Then, conductive glass (F-doped SnO 2 , 10Ω /
□) A counter electrode having a thickness of about 1 nm made of graphite was used thereon, and CuI was used as a p-type semiconductor. CuI is
It was dissolved in anhydrous acetonitrile and deposited on the interface of the mesoscopic ZnO film supporting the dye. The solid-state solar cell was fabricated by superposing the solid electrode thus adjusted on a counter electrode.

【0072】また、比較例として粒径約1μmを主成分
としたZnO粉末を熱処理したものを用いて同様にセル
を組み立てた。
As a comparative example, a cell was similarly assembled using a heat-treated ZnO powder having a particle size of about 1 μm as a main component.

【0073】そして実施例1と同様に紫外線カットフィ
ルターを取り付けた500Wのキセノンランプ光を対極
側から照射した。そしてこの時生じた光電変換反応によ
る光電流の値を測定した。その測定結果本発明のセルの
方が開放電位、フィルファクターともに7%程度大きか
った。これは針状結晶を用いたことによって電子受容型
電荷輸送層の内部抵抗が減少したことに起因すると考え
られる。 [実施例7]本実施例は、ルチル型針状結晶粉を電子受
容型電子輸送層に利用して光電変換装置を作製した例に
ついて図1を用いて説明する。
Then, in the same manner as in Example 1, a 500 W xenon lamp light equipped with an ultraviolet cut filter was irradiated from the counter electrode side. Then, the value of the photocurrent due to the photoelectric conversion reaction generated at this time was measured. As a result of the measurement, the open potential and the fill factor of the cell of the present invention were higher by about 7%. This is considered to be due to the fact that the internal resistance of the electron-accepting charge transport layer was reduced by using the needle-like crystals. [Embodiment 7] In this embodiment, an example in which a photoelectric conversion device is manufactured using rutile-type acicular crystal powder for an electron-accepting electron-transporting layer will be described with reference to FIGS.

【0074】直径が200〜300nm、長さが直径の
約10倍であるルチル型TiO2 針状結晶6gを水10
mL、アセチルアセトン0.2mL、トリトン−X0.
2mLと混合しスラリー状にした。このスラリーを導電
性ガラス(FドープSnO2、10Ω/□)上に、スペ
ーサーを用いて厚み約50μm、1cm角に塗布した。
そして酸素ガスを100mL/min(sccm)流し
ながら450℃で1時間焼成を行った。焼成後のTiO
2 針状結晶層の膜厚は約10μmであった。その基板
を、粒径約20nmのアナターゼ型TiO2 微結晶(P
25)3gを水40mL、アセチルアセトン0.2m
L、トリトン−X0.2mLと混合しスラリー状にした
溶液内に浸漬させ、さらに酸素を100mL/min
(sccm)流しながら450℃で1時間焼成を行っ
た。そして実施例1と同様に針状結晶の表面に色素を吸
着させた。そして、導電性ガラス(FドープSnO2
10Ω/□)上にグラファイトを約1nm厚に形成した
対極を用い、レドックス対としてI - /I3 -を用いた。
溶質も実施例1と同様にテトラプロピルアンモニウムヨ
ウ化物(tetrapropylammonium iodide)(0.46mol/
L)とヨウ素(0.06mol/L)、溶媒はエチレンカルボ
ナート(ethylene carbonate)(80vol%)とアセ
トニトリル(acetonitrile)(20vol%)の混合液
を用いた。この混合液をTiO2 付き導電性ガラスに滴
下し、対極で挟んでセルとした。
The diameter is 200 to 300 nm and the length is
Rutile type TiO which is about 10 timesTwo6 g of needle-like crystals are added to water 10
mL, acetylacetone 0.2 mL, Triton-X0.
It was mixed with 2 mL to make a slurry. Make this slurry conductive
Glass (F-doped SnO)Two, 10Ω / □)
It was applied to a thickness of about 50 μm and 1 cm square using a laser.
Then, flow oxygen gas at 100 mL / min (sccm).
While firing at 450 ° C. for 1 hour. TiO after firing
TwoThe thickness of the needle-like crystal layer was about 10 μm. The board
With anatase TiO having a particle size of about 20 nm.TwoMicrocrystal (P
25) 3 g of water 40 mL, acetylacetone 0.2 m
L, mixed with 0.2 mL of Triton-X to form a slurry
Immerse in the solution and further add oxygen at 100 mL / min
Baking at 450 ° C for 1 hour while flowing (sccm)
Was. In the same manner as in Example 1, the dye was absorbed on the surface of the needle-shaped crystal.
I wore it. Then, the conductive glass (F-doped SnO)Two,
10 Ω / □) on top of about 1 nm thick graphite
Using the counter electrode, I -/ IThree -Was used.
The solute was also tetrapropylammonium iodide as in Example 1.
Boride (tetrapropylammonium iodide) (0.46mol /
L) and iodine (0.06mol / L), solvent is ethylene carb
Nart (ethylene carbonate) (80 vol%) and Ase
Mixed solution of tonitrile (acetonitrile) (20 vol%)
Was used. This mixed solution is TiOTwoWith conductive glass drops
The cell was sandwiched by the opposite electrodes.

【0075】また、比較例としてP25のみを用いて同
様にセルを組み立てた。
A cell was similarly assembled using only P25 as a comparative example.

【0076】そして紫外線カットフィルターを取り付け
た500Wのキセノンランプ光をTiO2 付き導電性ガ
ラス側、もしくは対極側から照射した。そしてこの時生
じた光電変換反応による光電流の値を測定した。その測
定結果本発明のセルの方が開放電位、フィルファクター
ともに3%程度大きく、特に対極側から光照射した場合
には5%以上大きかった。これは針状結晶を用いたこと
によって電子受容型電荷輸送層の内部抵抗が減少したこ
とに起因すると考えられる。
Then, a xenon lamp light of 500 W equipped with an ultraviolet cut filter was irradiated from the conductive glass side with TiO 2 or the counter electrode side. Then, the value of the photocurrent due to the photoelectric conversion reaction generated at this time was measured. As a result of the measurement, the open potential and the fill factor of the cell of the present invention were about 3% higher than those of the cell of the present invention. This is considered to be due to the fact that the internal resistance of the electron-accepting charge transport layer was reduced by using the needle-like crystals.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子やホールの授受及び移動がスムーズに行われ、内部抵
抗や再結合確率が低く、変換効率が高い光電変換装置を
提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a photoelectric conversion device in which transfer and movement of electrons and holes are performed smoothly, internal resistance and recombination probability are low, and conversion efficiency is high. it can.

【0078】また本発明によれば、色素などの光吸収層
や電解液などの電荷輸送層のしみ込みや移動が速い半導
体電極を有する光電変換装置を提供することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a photoelectric conversion device having a semiconductor electrode in which a light absorbing layer of a dye or the like or a charge transporting layer of an electrolyte or the like is quickly permeated or moved.

【0079】また本発明によれば、開放電圧が高い光電
変換装置を提供することができる。
Further, according to the present invention, a photoelectric conversion device having a high open-circuit voltage can be provided.

【0080】また本発明によれば、上記の特性を有する
光電変換装置の製造方法を提供することができる。
Further, according to the present invention, a method for manufacturing a photoelectric conversion device having the above characteristics can be provided.

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

【図1】本発明の光電変換装置を示す断面概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a photoelectric conversion device of the present invention.

【図2】本発明の光照射と透明電極、混合結晶層の構成
例を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of light irradiation, a transparent electrode, and a mixed crystal layer of the present invention.

【図3】本発明の混合結晶の接合状態を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a bonded state of a mixed crystal of the present invention.

【図4】本発明のナノホールからの混合結晶を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a mixed crystal from nanoholes according to the present invention.

【図5】本発明の基板からの混合結晶を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a mixed crystal from the substrate of the present invention.

【図6】従来例のGraetzel型セルを示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional Graetzel type cell.

【図7】大気開放型CVD装置の簡略図である。FIG. 7 is a simplified view of an open-to-atmosphere type CVD apparatus.

【図8】針状結晶の構造を示す図である。FIG. 8 is a view showing a structure of a needle crystal.

【図9】針状結晶及び混合結晶を用いたセルを示す断面
図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cell using a needle crystal and a mixed crystal.

【図10】混合結晶の様態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an embodiment of a mixed crystal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電極付き基板 11 吸収層修飾半導体混合結晶層 12 電荷輸送層 13 電極付き基板 14 ガラス基板 15 透明電極層 16 光吸収層 17 半導体針状結晶 18 半導体結晶 21 透明電極付きガラス 22 電極 41 基板 42 下地電極層 43 ナノホール層 44 下地電極 61 アナターゼ型TiO2 微粒子 62 光吸収層 63 電解液 64 ガラス 65 透明電極層(アノード) 66 透明電極層(カソード) 71 窒素ボンベ 72 流量計 73 原料気化器 74 ノズル 75 基板 76 基板加熱台DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate with an electrode 11 Absorption layer modified semiconductor mixed crystal layer 12 Charge transport layer 13 Substrate with an electrode 14 Glass substrate 15 Transparent electrode layer 16 Light absorption layer 17 Semiconductor needle crystal 18 Semiconductor crystal 21 Glass with a transparent electrode 22 Electrode 41 Substrate 42 Underlayer Electrode layer 43 Nanohole layer 44 Base electrode 61 Anatase type TiO 2 fine particles 62 Light absorbing layer 63 Electrolytic solution 64 Glass 65 Transparent electrode layer (anode) 66 Transparent electrode layer (cathode) 71 Nitrogen cylinder 72 Flow meter 73 Raw material vaporizer 74 Nozzle 75 Substrate 76 Substrate heating table

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子受容型の電荷輸送層と、電子供与型
の電荷輸送層と、これらの電荷輸送層間に存在する光吸
収層とを少なくとも有する光電変換装置であって、前記
電荷輸送層のいずれかが2種類以上の異なった様態もし
くは組成の混合物から成る半導体層であり、且つ該半導
体層の少なくとも1種類が針状結晶であることを特徴と
する光電変換装置。
1. A photoelectric conversion device comprising at least an electron-accepting type charge transporting layer, an electron-donating type charge transporting layer, and a light absorbing layer existing between these charge transporting layers. A photoelectric conversion device, wherein any one of the semiconductor layers is a semiconductor layer made of a mixture of two or more different modes or compositions, and at least one of the semiconductor layers is a needle crystal.
【請求項2】 前記針状結晶の直径が1μm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the diameter of the needle-shaped crystal is 1 μm or less.
【請求項3】 前記針状結晶の直径に対する長さの比率
をアスペクト比とするとき、該アスペクト比が5以上で
あることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光
電変換装置。
3. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein, when an aspect ratio is a ratio of a length to a diameter of the acicular crystal, the aspect ratio is 5 or more.
【請求項4】 前記針状結晶の直径に対する前記針状結
晶の長さの比率、又は前記針状結晶の横切断面の重心を
通る最小長さに対する前記針状結晶の長さの比率をアス
ペクト比とするとき、該アスペクト比が10以上である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光電変
換装置。
4. The aspect ratio of the length of the needle-shaped crystal to the diameter of the needle-shaped crystal, or the ratio of the length of the needle-shaped crystal to the minimum length passing through the center of gravity of the cross-section of the needle-shaped crystal, 3. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the aspect ratio is 10 or more.
【請求項5】 前記針状結晶の一端が基板上に設けられ
た電極に接合しており、該針状結晶の軸方向と該基板の
主面とのなす角が60゜以上であることを特徴とする請
求項1〜4のいずれか1項に記載の光電変換装置。
5. An arrangement in which one end of the needle-like crystal is joined to an electrode provided on a substrate, and an angle between an axial direction of the needle-like crystal and a main surface of the substrate is 60 ° or more. The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
【請求項6】 前記混合物中の針状結晶以外の半導体が
直径100nm以下の微粒子であることを特徴とする請
求項1〜5のいずれか1項に記載の光電変換装置。
6. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the semiconductor other than the needle-like crystals in the mixture is fine particles having a diameter of 100 nm or less.
【請求項7】 前記微粒子が、針状結晶の表面に存在す
ることを特徴とする請求項6に記載の光電変換装置。
7. The photoelectric conversion device according to claim 6, wherein the fine particles are present on a surface of a needle-like crystal.
【請求項8】 前記光吸収層の材料が色素であることを
特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光電変
換装置。
8. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a material of the light absorbing layer is a dye.
【請求項9】 前記混合物が金属酸化物であることを特
徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の光電変換
装置。
9. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the mixture is a metal oxide.
【請求項10】 前記混合物の少なくとも1種類が酸化
チタンであることを特徴とする請求項9に記載の光電変
換装置。
10. The photoelectric conversion device according to claim 9, wherein at least one kind of the mixture is titanium oxide.
【請求項11】 前記混合物の少なくとも1種類が酸化
亜鉛であることを特徴とする請求項9に記載の光電変換
装置。
11. The photoelectric conversion device according to claim 9, wherein at least one kind of the mixture is zinc oxide.
【請求項12】 前記混合物の少なくとも1種類が酸化
錫であることを特徴とする請求項9に記載の光電変換装
置。
12. The photoelectric conversion device according to claim 9, wherein at least one kind of the mixture is tin oxide.
【請求項13】 前記針状結晶の一部が多数の微細孔を
有する微細孔層の該微細孔内に存在することを特徴とす
る請求項1〜12のいずれか1項に記載の光電変換装
置。
13. The photoelectric conversion according to claim 1, wherein a part of the needle-like crystals is present in the fine pores of a microporous layer having a large number of fine pores. apparatus.
【請求項14】 電子受容型の電荷輸送層と、電子供与
型の電荷輸送層と、これらの電荷輸送層間に存在する光
吸収層とを少なくとも有する光電変換装置の製造方法で
あって、 2種類以上の異なった様態もしくは組成の半導体混合物
から成る半導体混合物溶液を基板上に塗布し焼成するこ
とにより該基板上に半導体混合結晶層を形成し、該半導
体混合結晶層を前記電荷輸送層のいずれかとすることを
特徴とする光電変換装置の製造方法。
14. A method for manufacturing a photoelectric conversion device having at least an electron-accepting type charge transporting layer, an electron-donating type charge transporting layer, and a light absorbing layer existing between these charge transporting layers. A semiconductor mixture solution composed of a semiconductor mixture having a different aspect or composition as described above is coated on a substrate and baked to form a semiconductor mixed crystal layer on the substrate, and the semiconductor mixed crystal layer is combined with any of the charge transport layers. A method for manufacturing a photoelectric conversion device.
【請求項15】 電子受容型の電荷輸送層と、電子供与
型の電荷輸送層と、これらの電荷輸送層間に存在する光
吸収層とを少なくとも有する光電変換装置の製造方法で
あって、 半導体針状結晶を含む溶液を基板上に塗布し焼成して針
状結晶半導体層を形成する工程と、さらに該針状結晶と
異なった様態もしくは組成の単体もしくは混合物を該半
導体層に付着して、該基板上に半導体混合結晶層を形成
する工程とを含み、該半導体混合結晶層を前記電荷輸送
層のいずれかとすることを特徴とする光電変換装置の製
造方法。
15. A method for manufacturing a photoelectric conversion device, comprising at least an electron-accepting type charge transporting layer, an electron-donating type charge transporting layer, and a light absorbing layer existing between these charge transporting layers. Forming a needle-shaped crystal semiconductor layer by applying a solution containing the crystallites on a substrate and baking to form a needle-shaped crystal semiconductor layer, and further attaching a simple substance or a mixture having a different form or composition to the needle-shaped crystal to the semiconductor layer, Forming a semiconductor mixed crystal layer on a substrate, wherein the semiconductor mixed crystal layer is any one of the charge transport layers.
【請求項16】 電子受容型の電荷輸送層と、電子供与
型の電荷輸送層と、これらの電荷輸送層間に存在する光
吸収層とを少なくとも有する光電変換装置の製造方法で
あって、 基板上に針状結晶を成長させる工程と、該針状結晶に該
針状結晶と異なる様態もしくは組成の単体もしくは混合
物を付着して該基板上に半導体混合結晶層を形成し、該
半導体混合結晶層を前記電荷輸送層のいずれかとするこ
とを特徴とする光電変換装置の製造方法。
16. A method for producing a photoelectric conversion device comprising at least an electron-accepting type charge transporting layer, an electron-donating type charge transporting layer, and a light absorbing layer existing between these charge transporting layers. Growing a needle crystal on the substrate, forming a semiconductor mixed crystal layer on the substrate by attaching a single substance or a mixture having a different form or composition from the needle crystal to the needle crystal, and forming the semiconductor mixed crystal layer on the substrate. A method for manufacturing a photoelectric conversion device, comprising any one of the charge transport layers.
【請求項17】 CVD法によって前記基板上に前記針
状結晶を成長させる工程を含むことを特徴とする請求項
16記載の光電変換装置の製造方法。
17. The method according to claim 16, further comprising a step of growing the needle-like crystal on the substrate by a CVD method.
【請求項18】 前記基板の表面にアルミニウム層を設
ける工程と、該アルミニウム層を陽極酸化させてアルミ
ナ微細孔層を形成する工程と、CVD法によって前記ア
ルミナ微細孔層の微細孔を通じて半導体針状結晶を成長
させる工程とを有することを特徴とする請求項17記載
の光電変換装置の製造方法。
18. A step of providing an aluminum layer on the surface of the substrate, a step of forming an alumina microporous layer by anodizing the aluminum layer, and forming a semiconductor needle through the micropores of the alumina microporous layer by a CVD method. The method according to claim 17, further comprising the step of growing a crystal.
【請求項19】 前記基板の表面を酸化させることによ
って該基板上に前記針状結晶を成長させる工程を含むこ
とを特徴とする請求項16記載の光電変換装置の製造方
法。
19. The method according to claim 16, further comprising the step of growing the needle-like crystals on the substrate by oxidizing the surface of the substrate.
【請求項20】 前記基板の表面にアルミニウム層を設
ける工程と、該アルミニウム層を陽極酸化させてアルミ
ナ微細孔層を形成する工程と、前記基板の少なくとも一
部分を酸化させて前記アルミナ微細孔層の微細孔を通じ
て半導体針状結晶を成長させる工程とを有することを特
徴とする請求項19記載の光電変換装置の製造方法。
20. A step of providing an aluminum layer on the surface of the substrate, a step of anodizing the aluminum layer to form an alumina microporous layer, and oxidizing at least a portion of the substrate to form the alumina microporous layer. 20. The method of manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 19, further comprising a step of growing a semiconductor needle crystal through the fine hole.
【請求項21】 前記基板として、少なくとも表面がチ
タン、亜鉛、錫のいずれかを含む基板を用いることを特
徴とする請求項16〜20のいずれか1項に記載の光電
変換装置の製造方法。
21. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 16, wherein a substrate having at least a surface containing any of titanium, zinc, and tin is used as the substrate.
【請求項22】 前記基板として、表面に電極を有する
基板を用いることを特徴とする請求項14〜21のいず
れか1項に記載の光電変換装置の製造方法。
22. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 14, wherein a substrate having an electrode on a surface is used as the substrate.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007018951A (en) * 2005-07-11 2007-01-25 Teijin Dupont Films Japan Ltd Electrode for dye-sensitized solar cell
WO2008007448A1 (en) 2006-07-13 2008-01-17 Teijin Dupont Films Japan Limited Dye-sensitized solar cell, and electrode and laminated film therefor
JP2008181685A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Teijin Dupont Films Japan Ltd Electrode for dye-sensitized solar cell and its manufacturing method
JP2008186659A (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Teijin Dupont Films Japan Ltd Electrode for dye-sensitized solar cell
JP2009544152A (en) * 2006-07-11 2009-12-10 ザ トラスティーズ オブ プリンストン ユニヴァシティ Controlled growth of large area heterojunction interfaces for organic photosensitive devices.
WO2010050575A1 (en) 2008-10-29 2010-05-06 富士フイルム株式会社 Dye, photoelectric conversion element and photoelectrochemical cell each comprising the dye, and process for producing dye
EP2302650A2 (en) 2009-09-28 2011-03-30 Fujifilm Corporation Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell
EP2306479A2 (en) 2009-09-28 2011-04-06 Fujifilm Corporation Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell
WO2014129575A1 (en) 2013-02-22 2014-08-28 富士フイルム株式会社 Photoelectric conversion element, method for manufacturing photoelectric conversion element and dye-sensitized solar cell
WO2022137565A1 (en) * 2020-12-25 2022-06-30 太陽誘電株式会社 Detection element, gas detection system, and method for manufacturing detection element

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000203998A (en) * 1998-11-10 2000-07-25 Canon Inc Production of fine line containing titanium oxide, and fine line and structural body produced by the producing method
JP2001093590A (en) * 1999-09-22 2001-04-06 Canon Inc Photoelectric conversion device and manufacturing method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57160174A (en) * 1981-03-30 1982-10-02 Hitachi Ltd Thin film solar battery
JPH04296060A (en) * 1991-03-26 1992-10-20 Hitachi Ltd Solar cell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000203998A (en) * 1998-11-10 2000-07-25 Canon Inc Production of fine line containing titanium oxide, and fine line and structural body produced by the producing method
JP2001093590A (en) * 1999-09-22 2001-04-06 Canon Inc Photoelectric conversion device and manufacturing method

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007018951A (en) * 2005-07-11 2007-01-25 Teijin Dupont Films Japan Ltd Electrode for dye-sensitized solar cell
JP2009544152A (en) * 2006-07-11 2009-12-10 ザ トラスティーズ オブ プリンストン ユニヴァシティ Controlled growth of large area heterojunction interfaces for organic photosensitive devices.
WO2008007448A1 (en) 2006-07-13 2008-01-17 Teijin Dupont Films Japan Limited Dye-sensitized solar cell, and electrode and laminated film therefor
US8835755B2 (en) 2006-07-13 2014-09-16 Teijin Dupont Films Japan Limited Dye-sensitized solar cell, and electrode and laminated film for the same
JP2008181685A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Teijin Dupont Films Japan Ltd Electrode for dye-sensitized solar cell and its manufacturing method
JP2008186659A (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Teijin Dupont Films Japan Ltd Electrode for dye-sensitized solar cell
WO2010050575A1 (en) 2008-10-29 2010-05-06 富士フイルム株式会社 Dye, photoelectric conversion element and photoelectrochemical cell each comprising the dye, and process for producing dye
EP2845882A2 (en) 2008-10-29 2015-03-11 Fujifilm Corporation Dye, Photoelectric Conversion Element and Photoelectrochemical Cell
EP2302650A2 (en) 2009-09-28 2011-03-30 Fujifilm Corporation Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell
EP2306479A2 (en) 2009-09-28 2011-04-06 Fujifilm Corporation Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell
WO2014129575A1 (en) 2013-02-22 2014-08-28 富士フイルム株式会社 Photoelectric conversion element, method for manufacturing photoelectric conversion element and dye-sensitized solar cell
WO2022137565A1 (en) * 2020-12-25 2022-06-30 太陽誘電株式会社 Detection element, gas detection system, and method for manufacturing detection element

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