JP2002231326A - Photoelectric conversion element and manufacturing method therefor - Google Patents

Photoelectric conversion element and manufacturing method therefor

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JP2002231326A
JP2002231326A JP2001030014A JP2001030014A JP2002231326A JP 2002231326 A JP2002231326 A JP 2002231326A JP 2001030014 A JP2001030014 A JP 2001030014A JP 2001030014 A JP2001030014 A JP 2001030014A JP 2002231326 A JP2002231326 A JP 2002231326A
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Japan
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photoelectric conversion
conversion element
oxide
oxide semiconductor
thin film
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JP2001030014A
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Japanese (ja)
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Tsutomu Yoshitake
務 吉武
Arata Nakamura
新 中村
Sadanori Kuroshima
貞則 黒島
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Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flexible, light-weight photoelectric conversion element having high photoelectric conversion efficiency, and to provide its manufacturing method. SOLUTION: This coloring-matter sensitized photoelectric conversion element is composed of an oxide semiconductor electrode 4 formed on a transparent conductor substrate 1, a coloring matter adsorbed on the oxide semiconductor electrode 4, a charge transfer layer, and a counter electrode. The oxide semiconductor electrode 4 is formed, by dissolving a mixture of a metal organic compound and an organic polymer material 8 in a solvent to form a solution, applying the solution onto a polymer film substrate on which a transparent conductive film 2 is stacked, drying, then irradiating ultraviolet rays. Since the oxide semiconductor electrode is formed at a low temperature through irradiating with ultraviolet, flexible, light-weight photoelectric conversion element can be formed on the polymer film substrate.

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、光エネルギーを電
気エネルギーに直接変換する光電変換素子及びその製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion element for directly converting light energy into electric energy 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
る光電変換素子または太陽電池には幾つかの種類がある
が、シリコン半導体や砒素化ガリウム半導体の接合を利
用したダイオード型のものがほとんどである。これらの
光電変換素子や太陽電池は、現状ではコストが高いた
め、家庭用電力等に広く普及するためのネックとなって
いる。1991年にグレッツェルらが発明した色素増感
型湿式太陽電池(Nature 353(1991)7
37)は、シリコン半導体の太陽電池とは異なる光電変
換メカニズムによって動作し、光電変換効率も10%程
度と比較的高いことから、将来シリコン系太陽電池に置
き換えられる可能性のある素子として期待されている。
2. Description of the Related Art There are several types of photoelectric conversion elements or solar cells for converting light energy into electric energy, and most of them are diode type using a junction of a silicon semiconductor or a gallium arsenide semiconductor. Since these photoelectric conversion elements and solar cells are currently expensive, they have become a bottleneck for widespread use in household electric power and the like. Dye-sensitized wet solar cell (Nature 353 (1991) 7) invented in 1991 by Gretzel et al.
37) is operated by a photoelectric conversion mechanism different from that of a silicon semiconductor solar cell, and has a relatively high photoelectric conversion efficiency of about 10%. Therefore, it is expected that the element can be replaced with a silicon solar cell in the future. I have.

【0003】図2は、色素増感型湿式太陽電池の基本構
造を示す断面図である。図2によれば、この色素増感型
湿式太陽電池は、透明基板1上に形成された透明導電膜
2からなる電極と白金等が蒸着された対電極3の二つの
電極を張り合わせて構成される。
FIG. 2 is a sectional view showing the basic structure of a dye-sensitized wet solar cell. According to FIG. 2, this dye-sensitized wet solar cell is configured by laminating two electrodes, an electrode made of a transparent conductive film 2 formed on a transparent substrate 1 and a counter electrode 3 on which platinum or the like is deposited. You.

【0004】通常、透明基板1及び対電極3の下地には
厚さ1mm程度のガラスが用いられる。透明導電膜2上
には、酸化物半導体電極4が形成され、さらにこの酸化
物半導体電極4の表面には色素5が吸着されている。そ
して、この二つの電極の間には、酸化還元対を有する電
解質溶液6が注入されている。色素5としては、ルテニ
ウム(Ru)錯体などの太陽光を効率的に吸収できる増
感色素が用いられる。
Normally, a glass having a thickness of about 1 mm is used as a base of the transparent substrate 1 and the counter electrode 3. An oxide semiconductor electrode 4 is formed on the transparent conductive film 2, and a dye 5 is adsorbed on the surface of the oxide semiconductor electrode 4. An electrolyte solution 6 having a redox pair is injected between the two electrodes. As the dye 5, a sensitizing dye capable of efficiently absorbing sunlight, such as a ruthenium (Ru) complex, is used.

【0005】この色素増感型湿式太陽電池に光が照射さ
れると、増感色素5が励起され、電子が酸化物半導体電
極4に注入されて電流を発生することができる。なお、
電子の授受のために必要とされる電解質溶液6には、一
般的にヨウ素系電解質が用いられる。
When the dye-sensitized wet-type solar cell is irradiated with light, the sensitizing dye 5 is excited and electrons are injected into the oxide semiconductor electrode 4 to generate a current. In addition,
An iodine-based electrolyte is generally used as the electrolyte solution 6 required for electron transfer.

【0006】このような原理の色素増感型湿式太陽電池
は、グレッツェルらの発明以前からも盛んに研究されて
いた。しかし、一般的に光電変換効率が1%以下と低い
ものであった。これは、増感色素5の部分での光の補足
確率が低いことが原因であった。このため、上記の太陽
電池は実用化の可能性が低い技術であると考えられてい
た。
[0006] Dye-sensitized wet-type solar cells based on such a principle have been actively studied even before the invention of Gretzel et al. However, the photoelectric conversion efficiency was generally as low as 1% or less. This was because the probability of light capture at the sensitizing dye 5 portion was low. For this reason, the above solar cell was considered to be a technology with a low possibility of practical use.

【0007】一方、グレッツェルらは酸化物半導体電極
4を多孔質化して表面積を大きくした酸化チタン(Ti
2 )電極を用いた。これによって、酸化物半導体電極
4の表面に吸着された色素の量が多くなるので、増感色
素での光の補足確率を高くすることが可能となった。こ
のような改良を行うことによって、図2に示されるよう
な構造の太陽電池で10%程度の光電変換効率が実現さ
れている。
On the other hand, Grettzel et al. Made titanium oxide (Ti) having a large surface area by making the oxide semiconductor electrode 4 porous.
O 2 ) electrodes were used. Accordingly, the amount of the dye adsorbed on the surface of the oxide semiconductor electrode 4 increases, so that the probability of capturing light with the sensitizing dye can be increased. By making such an improvement, a solar cell having a structure as shown in FIG. 2 achieves a photoelectric conversion efficiency of about 10%.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述するように、図2
に示される色素増感型湿式太陽電池は、酸化物半導体電
極4を多孔質化することで表面積が増加し、表面に吸着
する増感色素5の量が増えて色素での光の補足確率が高
まるので、10%程度の高い光電変換効率を得ることが
できる。通常、単結晶シリコンやアモルファスシリコン
を用いた太陽電池は、製造時に1000℃を越える高温
や真空プロセスを用いるため、コストが高いことが問題
となっていた。
As described above, FIG.
In the dye-sensitized wet solar cell shown in (1), the surface area increases by making the oxide semiconductor electrode 4 porous, the amount of the sensitizing dye 5 adsorbed on the surface increases, and the light capture probability of the dye increases. Since it increases, a high photoelectric conversion efficiency of about 10% can be obtained. Normally, a solar cell using single crystal silicon or amorphous silicon uses a high temperature exceeding 1000 ° C. or a vacuum process at the time of manufacturing, and thus has a problem that the cost is high.

【0009】しかし、図2の構造の太陽電池は、プロセ
ス温度が400〜500℃程度とシリコン系よりも低い
こと、真空プロセスを必要としないこと、さらには、材
料に安価な酸化チタンを用いることなどの理由から、低
価格の太陽電池であるという特徴がある。このため、そ
の応用範囲は、住宅用太陽電池だけではなく、携帯端末
用の電池としても非常に有望であると考えられている。
However, the solar cell having the structure of FIG. 2 has a process temperature of about 400 to 500 ° C. lower than that of a silicon-based one, does not require a vacuum process, and uses inexpensive titanium oxide as a material. For this reason, it is characterized by being a low-cost solar cell. For this reason, the application range is considered to be very promising not only for residential solar cells but also for mobile terminal batteries.

【0010】しかしながら、携帯端末等への応用を考え
た場合、従来の太陽電池は大きな問題を抱えている。す
なわち、図2に示す基本構造の中で、透明基板1と対電
極3の下地にガラスを用いることである。ガラスの厚さ
は0.5〜2mm程度の物が用いられるのが一般的であ
る。このように両方の電極にガラスを用いるため、太陽
電池の重量が重くなるという問題がある。これは、グラ
ム単位での軽量化が重要な差別化技術となっている携帯
端末応用としては致命的な問題である。
[0010] However, in consideration of application to portable terminals and the like, the conventional solar cell has a serious problem. That is, in the basic structure shown in FIG. 2, glass is used for the base of the transparent substrate 1 and the counter electrode 3. Generally, a glass having a thickness of about 0.5 to 2 mm is used. As described above, since glass is used for both electrodes, there is a problem that the weight of the solar cell increases. This is a fatal problem for portable terminal applications in which weight reduction in gram units is an important differentiating technology.

【0011】また、上記太陽電池の中で最もコスト比率
の高い部分が透明導電膜2を形成した透明基板1である
ため、この部分の低コスト化を図ることにより、さらに
太陽電池の低価格化が期待される。
Further, since the portion having the highest cost ratio in the solar cell is the transparent substrate 1 on which the transparent conductive film 2 is formed, the cost of this portion is reduced, thereby further reducing the cost of the solar cell. There is expected.

【0012】次に、上記太陽電池を携帯端末等に応用す
る場合、上述する太陽電池がフレキシブルであれば、複
雑な形状の任意の場所に設置することが可能となり非常
にメリットが大きい。しかし、従来のガラス基板上に形
成する太陽電池によりフレキシブル性を実現することは
極めて難しい。そこで、ガラスの変わりに高分子フィル
ム基板を用い、この上に透明導電膜2を積層し、さら
に、この上に酸化物半導体電極4を形成するという方法
が考えられる。
Next, when the above-mentioned solar cell is applied to a portable terminal or the like, if the above-mentioned solar cell is flexible, it can be installed in an arbitrary place having a complicated shape, which is very advantageous. However, it is extremely difficult to achieve flexibility with a conventional solar cell formed on a glass substrate. Therefore, a method of using a polymer film substrate instead of glass, laminating the transparent conductive film 2 thereon, and further forming the oxide semiconductor electrode 4 thereon is conceivable.

【0013】この方法では、酸化物半導体電極4の形成
時に400〜500℃程度で焼成する必要があった。こ
の程度の温度で焼成しないと微細な結晶粒からなる酸化
物半導体電極4の結晶粒間の電気的なつながりが悪くな
り、酸化物半導体電極4が非常に高抵抗になって電極と
して使用できないためである。
In this method, it is necessary to bake at about 400 to 500 ° C. when forming the oxide semiconductor electrode 4. Unless baked at such a temperature, electrical connection between crystal grains of the oxide semiconductor electrode 4 composed of fine crystal grains is deteriorated, and the oxide semiconductor electrode 4 has a very high resistance and cannot be used as an electrode. It is.

【0014】しかしながら、高分子フィルム基板の耐熱
性が一般的に200℃程度であるため、この基板を上記
太陽電池の透明基板1に用いるのは難しいという問題点
があった。
However, since the heat resistance of the polymer film substrate is generally about 200 ° C., there is a problem that it is difficult to use this substrate as the transparent substrate 1 of the solar cell.

【0015】本発明は、このような問題点を改善するた
めになされたものであり、高分子フィルム基板上に低温
で多孔質酸化物半導体電極を形成することによって、光
電変換効率が高く、かつ、フレキシブルな光電変換素子
及びその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such problems, and by forming a porous oxide semiconductor electrode on a polymer film substrate at a low temperature, the photoelectric conversion efficiency is high, and It is an object of the present invention to provide a flexible photoelectric conversion element and a method for manufacturing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、透明導電基板上に形成した
酸化物半導体電極と、該酸化物半導体電極上に吸着され
た色素と、電荷移動層と、対電極と、を備える色素増感
された光電変換素子において、酸化物半導体電極は、金
属有機化合物と有機高分子材料の混合物を溶媒に溶解さ
せて溶液とし、該溶液を、透明導電膜を積層した高分子
フィルム基板上に塗布して乾燥し、紫外線を照射して形
成されたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an oxide semiconductor electrode formed on a transparent conductive substrate, and a dye adsorbed on the oxide semiconductor electrode. In a dye-sensitized photoelectric conversion device including a charge transfer layer and a counter electrode, the oxide semiconductor electrode is a solution obtained by dissolving a mixture of a metal organic compound and an organic polymer material in a solvent, and forming the solution. A transparent conductive film is laminated on the polymer film substrate, dried, and irradiated with ultraviolet rays.

【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、酸化物半導体電極は、酸化チタン(TiO
2 )、酸化ニオブ(Nb2 5 )、酸化亜鉛(Zn
O)、酸化スズ(SnO2 )のいずれか、または、これ
らの混合物であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the oxide semiconductor electrode is made of titanium oxide (TiO 2).
2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), zinc oxide (Zn
O), tin oxide (SnO 2 ), or a mixture thereof.

【0018】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の発明において、金属有機化合物と有機高分子材料
の混合物に、さらに粒径50nm以上の酸化チタン(T
iO 2 )、酸化ニオブ(Nb2 5 )、酸化亜鉛(Zn
O)、酸化スズ(SnO2 )の粒子を混合させた溶液を
用いることを特徴とする。
The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
In the described invention, the metal organic compound and the organic polymer material
Of titanium oxide having a particle size of 50 nm or more (T
iO Two), Niobium oxide (NbTwoOFive), Zinc oxide (Zn
O), tin oxide (SnO)Two)
It is characterized by using.

【0019】請求項4記載の発明は、請求項1から3の
いずれか1項に記載の発明において、金属有機化合物
は、金属アルコキシドまたは金属アセチルアセトナート
錯体であり、金属としてチタン(Ti)、ニオブ(N
b)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)のうちのいずれか、
または、これらの複合物を用いることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the metal organic compound is a metal alkoxide or a metal acetylacetonate complex, and titanium (Ti) is used as a metal. Niobium (N
b) any of zinc (Zn) and tin (Sn);
Alternatively, a feature of using these composites is provided.

【0020】請求項5記載の発明は、請求項1から4の
いずれか1項に記載の発明において、有機高分子材料
は、ポリエチレングリコール、または、ジアゾアミノベ
ンゼン、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチ
レンテトラミンのうちのいずれかの発泡剤であることを
特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the organic polymer material is polyethylene glycol, or diazoaminobenzene, azodicarbonamide, dinitrosopentamethylene. It is a foaming agent selected from tetramine.

【0021】請求項6記載の発明は、請求項1から5の
いずれか1項に記載の発明において、紫外線を照射する
際に、金属有機化合物と有機高分子材料の混合物を塗布
したフィルムを200℃以下の温度に加熱することを特
徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method according to any one of the first to fifth aspects, wherein a film coated with a mixture of a metal organic compound and an organic polymer material is applied when irradiating the ultraviolet light. It is characterized by heating to a temperature of not more than ℃.

【0022】請求項7記載の発明は、請求項1から6の
いずれか1項に記載の発明において、透明導電膜は、酸
化スズ(SnO2 )薄膜またはインジウム・スズ酸化物
(ITO)薄膜であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the transparent conductive film is a tin oxide (SnO 2 ) thin film or an indium tin oxide (ITO) thin film. There is a feature.

【0023】請求項8記載の発明は、請求項1から7の
いずれか1項に記載の発明において、対電極は、高分子
フィルム基板上に形成された白金(Pt)薄膜またはパ
ラジウム(Pd)薄膜であることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the counter electrode is a platinum (Pt) thin film or palladium (Pd) formed on a polymer film substrate. It is a thin film.

【0024】請求項9記載の発明は、請求項1から8の
いずれか1項に記載の発明において、高分子フィルム基
板は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテル
スルフォン、ポリアリレート、ポリイミドからなる群か
ら選択されたものであることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the polymer film substrate is selected from the group consisting of polyester, polycarbonate, polyether sulfone, polyarylate, and polyimide. It is characterized by having been done.

【0025】請求項10記載の発明は、請求項1から9
のいずれか1項に記載の発明において、色素は、ルテニ
ウム(Ru)系錯体色素であることを特徴とする。
The invention according to claim 10 is the invention according to claims 1 to 9
In the invention according to any one of the above, the dye is a ruthenium (Ru) -based complex dye.

【0026】請求項11記載の発明は、請求項1から1
0のいずれか1項に記載の発明において、電荷移動層
は、ヨウ素(I- /I3-)イオンカップルを含むことを
特徴とする。
[0026] The eleventh aspect of the present invention is the first aspect of the present invention.
0. The invention according to any one of the items 1 to 3, wherein the charge transfer layer contains an iodine (I / I 3− ) ion couple.

【0027】請求項12記載の発明は、透明導電基板上
に形成した酸化物半導体電極、該酸化物半導体電極上に
吸着された色素、電荷移動層、及び、対電極を有する色
素増感された光電変換素子の製造方法において、酸化物
半導体電極は、金属有機化合物と有機高分子材料の混合
物を溶媒に溶解させて溶液状とし、透明導電膜を積層し
た高分子フィルム基板上に塗布して乾燥させ、紫外線を
照射して形成されることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, a dye-sensitized dye having an oxide semiconductor electrode formed on a transparent conductive substrate, a dye adsorbed on the oxide semiconductor electrode, a charge transfer layer, and a counter electrode is provided. In the method for manufacturing a photoelectric conversion element, an oxide semiconductor electrode is formed by dissolving a mixture of a metal organic compound and an organic polymer material in a solvent to form a solution, coating the solution on a polymer film substrate on which a transparent conductive film is laminated, and drying. And is formed by irradiating ultraviolet rays.

【0028】請求項13記載の発明は、請求項12記載
の発明において、酸化物半導体電極は、酸化チタン(T
iO2 )、酸化ニオブ(Nb2 5 )、酸化亜鉛(Zn
O)、酸化スズ(SnO2 )のいずれか、または、これ
らの混合物であることを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect, the oxide semiconductor electrode is made of titanium oxide (T
iO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), zinc oxide (Zn)
O), tin oxide (SnO 2 ), or a mixture thereof.

【0029】請求項14記載の発明は、請求項12また
は13記載の発明において、金属有機化合物と有機高分
子材料の混合物に、さらに粒径50nm以上の酸化チタ
ン(TiO2 )、酸化ニオブ(Nb2 5 )、酸化亜鉛
(ZnO)、酸化スズ(SnO2 )の粒子を混合させた
溶液を用いることを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the twelfth or thirteenth aspect, a mixture of a metal organic compound and an organic polymer material is further added to titanium oxide (TiO 2 ) and niobium oxide (Nb) having a particle size of 50 nm or more. 2 O 5 ), zinc oxide (ZnO), and tin oxide (SnO 2 ).

【0030】請求項15記載の発明は、請求項12から
14のいずれか1項に記載の発明において、金属有機化
合物は、金属アルコキシドまたは金属アセチルアセトナ
ート錯体であり、金属としてチタン(Ti)、ニオブ
(Nb)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)のうちのいずれ
か、または、これらの複合物を用いることを特徴とす
る。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the twelfth to fourteenth aspects, the metal organic compound is a metal alkoxide or a metal acetylacetonate complex, and the metal is titanium (Ti); One of niobium (Nb), zinc (Zn), and tin (Sn), or a composite thereof is used.

【0031】請求項16記載の発明は、請求項12から
15のいずれか1項に記載の発明において、有機高分子
材料は、ポリエチレングリコール、または、ジアゾアミ
ノベンゼン、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタ
メチレンテトラミンのうちのいずれかの発泡剤であるこ
とを特徴とする。
The invention according to claim 16 is the invention according to any one of claims 12 to 15, wherein the organic polymer material is polyethylene glycol, diazoaminobenzene, azodicarbonamide, dinitrosopentamethylene. It is a foaming agent selected from tetramine.

【0032】請求項17記載の発明は、請求項12から
16のいずれか1項に記載の発明において、紫外線を照
射する際に、金属有機化合物と有機高分子材料の混合物
を塗布したフィルムを200℃以下の温度に加熱するこ
とを特徴とする。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided the method according to any one of the twelfth to sixteenth aspects, wherein a film coated with a mixture of a metal organic compound and an organic polymer material is applied when irradiating ultraviolet rays. It is characterized by heating to a temperature of not more than ℃.

【0033】請求項18記載の発明は、請求項12から
17のいずれか1項に記載の発明において、透明導電膜
は、酸化スズ(SnO2 )薄膜またはインジウム・スズ
酸化物(ITO)薄膜であることを特徴とする。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the transparent conductive film is a tin oxide (SnO 2 ) thin film or an indium tin oxide (ITO) thin film. There is a feature.

【0034】請求項19記載の発明は、請求項12から
18のいずれか1項に記載の発明において、対電極は、
高分子フィルム基板上に形成された白金(Pt)薄膜ま
たはパラジウム(Pd)薄膜であることを特徴とする。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the twelfth to eighteenth aspects, the counter electrode comprises:
It is a platinum (Pt) thin film or a palladium (Pd) thin film formed on a polymer film substrate.

【0035】請求項20記載の発明は、請求項12から
19のいずれか1項に記載の発明において、高分子フィ
ルム基板は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエ
ーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリイミドからな
る群から選択されたものであることを特徴とする。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the polymer film substrate is selected from the group consisting of polyester, polycarbonate, polyether sulfone, polyarylate, and polyimide. It is characterized by having been done.

【0036】請求項21記載の発明は、請求項12から
20のいずれか1項に記載の発明において、色素は、ル
テニウム(Ru)系錯体色素であることを特徴とする。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in any one of the twelfth to twentieth aspects, the dye is a ruthenium (Ru) complex dye.

【0037】請求項22記載の発明は、請求項12から
21のいずれか1項に記載の発明において、電荷移動層
は、ヨウ素(I- /I3-)イオンカップルを含むことを
特徴とする。
[0037] The invention of claim 22, wherein, in the invention according to any one of claims 12 to 21, the charge transfer layer, iodine - characterized in that it comprises a (I / I 3-) ions Couples .

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。本発明では、図
2に示される基本構造をもつ太陽電池において、透明基
板1及び対電極3の下地にフレキシブルな高分子フィル
ム基板を用いるために、図1に示す概略図を基本とする
製造方法を発明した。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the present invention, in order to use a flexible polymer film substrate as a base for the transparent substrate 1 and the counter electrode 3 in the solar cell having the basic structure shown in FIG. 2, a manufacturing method based on the schematic diagram shown in FIG. Was invented.

【0039】本発明においては、まず、図1(a)に示
す透明基板1にフレキシブルな高分子フィルムを用い、
当該フィルム上に透明導電膜2からなる電極が形成され
る。高分子フィルムには、フレキシブルで、太陽光、特
に、波長400〜1000nm程度の光を透過する材質
が用いられる。具体的には、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポ
リイミドからなる群から選択されるものである。フィル
ムの厚さは0.025〜0.2mm程度であり、従来の
ガラス基板の厚さ0.5〜2mmと比べると非常に薄
く、また、軽量であるという特徴がある。また、これら
のフィルムは、200℃程度までの耐熱性を有してい
る。透明導電膜2は、スパッタリング法、または、CV
D法によって形成され、厚さは200〜1,000nm
程度が望ましい。通常、透明導電膜2には酸化スズ薄膜
またはインジウム・スズ酸化物(ITO)、望ましく
は、フッ素ドープした酸化スズ薄膜を用いる。透明導電
膜2に要求される特性は、可視光透過率が高く、かつ、
シート抵抗が小さいことである。
In the present invention, first, a flexible polymer film is used for the transparent substrate 1 shown in FIG.
An electrode made of the transparent conductive film 2 is formed on the film. As the polymer film, a material that is flexible and transmits sunlight, in particular, light having a wavelength of about 400 to 1000 nm is used. Specifically, it is selected from the group consisting of polyester, polycarbonate, polyether sulfone, polyarylate, and polyimide. The thickness of the film is about 0.025 to 0.2 mm, which is very thin and lightweight compared to the conventional glass substrate having a thickness of 0.5 to 2 mm. In addition, these films have heat resistance up to about 200 ° C. The transparent conductive film 2 is formed by sputtering or CV
It is formed by the D method, and has a thickness of 200 to 1,000 nm.
A degree is desirable. Usually, a tin oxide thin film or an indium tin oxide (ITO), preferably a fluorine-doped tin oxide thin film is used for the transparent conductive film 2. The characteristics required for the transparent conductive film 2 are that the visible light transmittance is high and
That is, the sheet resistance is small.

【0040】フレキシブルな高分子フィルム基板上に多
孔質の酸化物半導体電極4を形成するためには、高分子
フィルム基板の耐熱性を考慮し、従来技術の焼成温度と
比べて大幅な低温化を図る必要がある。そこで、本発明
では酸化物半導体電極4を以下の順序で製造する。
In order to form the porous oxide semiconductor electrode 4 on a flexible polymer film substrate, it is necessary to significantly reduce the temperature in comparison with the conventional firing temperature in consideration of the heat resistance of the polymer film substrate. It is necessary to plan. Therefore, in the present invention, the oxide semiconductor electrode 4 is manufactured in the following order.

【0041】まず、金属有機化合物と有機高分子材料の
混合物を溶媒に溶解させて溶液状とする。金属有機化合
物には、例えば、金属アルコキシド、または、金属アセ
チルアセトナート錯体を用いる。これらの金属有機化合
物を構成する金属としては、Ti、Nb、Zn、Snの
うちのいずれか、または、これらの複合物を用いる。そ
の他にも、タングステン(W)、インジウム(In)、
ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)、ハフニウム
(Hf)のいずれか、または、これらの複合物を用いて
もよい。
First, a mixture of a metal organic compound and an organic polymer material is dissolved in a solvent to form a solution. As the metal organic compound, for example, a metal alkoxide or a metal acetylacetonate complex is used. Any one of Ti, Nb, Zn, and Sn or a composite thereof is used as a metal constituting these metal organic compounds. In addition, tungsten (W), indium (In),
Any of zirconium (Zr), tantalum (Ta), hafnium (Hf), or a composite thereof may be used.

【0042】また、有機高分子材料には、ポリエチレン
グリコール、または、ジアゾアミノベンゼン、アゾジカ
ルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミンな
どの発泡剤を用いる。これらの有機金属化合物と有機高
分子材料の混合物を溶解させる溶媒の種類や使用量は、
これらを溶解できるものや量を使用するが、例えば、ト
ルエン、キシレン、アセチルアセトン、エタノール、メ
タノール、酢酸ブチルなどの有機溶媒を用いる。
As the organic polymer material, polyethylene glycol or a foaming agent such as diazoaminobenzene, azodicarbonamide, dinitrosopentamethylenetetramine or the like is used. The type and amount of solvent used to dissolve the mixture of these organometallic compounds and organic polymer materials are
A solvent or an amount capable of dissolving them is used. For example, an organic solvent such as toluene, xylene, acetylacetone, ethanol, methanol, or butyl acetate is used.

【0043】以上のようにして作製した金属有機化合物
と有機高分子材料の混合物溶液を図1(a)のように透
明導電膜2上に塗布し、乾燥させる。この状態では、塗
布された薄膜には金属有機化合物7のなかに有機高分子
材料8が混在している。この薄膜の厚さは、最終的に1
〜15mm程度の間になるようにするのがよい。この薄
膜に紫外線9を照射する。紫外線としては強度の強い紫
外線ランプを用いるが、さらに、KrF(248nm)
やArF(193nm)などのエキシマレーザー光を用
いることも可能である。一例としては、数100Wの紫
外線を数時間程度照射する。この照射によって、金属有
機化合物は分解され、さらに、結晶化されて、低温で酸
化物半導体薄膜を得ることができる。例えば、金属有機
化合物の金属にTiを用いるとアナターゼまたはルチル
構造の酸化チタン(TiO2 )薄膜が得られる。
The mixed solution of the metal organic compound and the organic polymer material prepared as described above is applied on the transparent conductive film 2 as shown in FIG. In this state, the organic polymer material 8 is mixed in the metal organic compound 7 in the applied thin film. The thickness of this thin film finally becomes 1
It is preferable that the distance is about 15 mm. The thin film is irradiated with ultraviolet rays 9. As the ultraviolet light, a strong ultraviolet lamp is used, and further, KrF (248 nm)
Alternatively, an excimer laser beam such as ArF (193 nm) or the like can be used. As an example, ultraviolet rays of several 100 W are irradiated for several hours. By this irradiation, the metal organic compound is decomposed and further crystallized, so that an oxide semiconductor thin film can be obtained at a low temperature. For example, when Ti is used as the metal of the metal organic compound, a titanium oxide (TiO 2 ) thin film having an anatase or rutile structure can be obtained.

【0044】一方、有機高分子材料は紫外線照射によっ
て分解され、二酸化炭素のガス等になって薄膜内部から
抜ける。この抜けた後には微小な孔ができる。この結
果、図1(b)に示すように透明導電膜2上に非常に多
孔質で表面積の大きな酸化物半導体電極4を形成するこ
とができる。ここで、透明導電膜2上に塗布する薄膜と
して、有機高分子材料8を含まず、金属有機化合物7だ
けからなる薄膜を用いた場合には、照射後に微小な孔が
形成されない。このため、得られた酸化物半導体薄膜は
均一で緻密な構造となってしまう。したがって、本発明
の目的とする多孔質で表面積の大きな酸化物半導体電極
4を形成するためには、金属有機化合物と有機高分子材
料の混合物溶液を用いることは必須である。
On the other hand, the organic polymer material is decomposed by the irradiation of ultraviolet rays, and becomes a gas such as carbon dioxide and escapes from the inside of the thin film. After this, small holes are formed. As a result, an extremely porous oxide semiconductor electrode 4 having a large surface area can be formed on the transparent conductive film 2 as shown in FIG. Here, when a thin film made of only the metal organic compound 7 without the organic polymer material 8 is used as the thin film applied on the transparent conductive film 2, no fine holes are formed after irradiation. Therefore, the obtained oxide semiconductor thin film has a uniform and dense structure. Therefore, in order to form the porous oxide semiconductor electrode 4 having a large surface area as the object of the present invention, it is essential to use a mixture solution of a metal organic compound and an organic polymer material.

【0045】なお、この紫外線照射に際して、紫外線の
照射強度が弱すぎると酸化物半導体の結晶化が起こら
ず、また、有機高分子材料の分解も起こらない。一方、
照射強度が強すぎるとアブレーションが起こって塗布さ
れた金属有機化合物7及び有機高分子材料8が蒸発して
しまう。したがって、紫外線の照射強度は使用する金属
有機化合物や有機高分子材料の種類に適したある範囲内
で行う必要がある。従来技術では、酸化物半導体電極の
形成の際、酸化物半導体のゾル溶液をガラス基板に塗布
後400〜500℃の温度範囲で焼成することによって
作製していた。一方、本発明によれば、紫外線照射によ
る有機成分の分解反応、及び、その後の酸化物半導体薄
膜の結晶化によって、室温付近の低い温度でも多孔質の
酸化物半導体電極4を形成することができる。このた
め、ガラス基板と比べて耐熱性の低い透明高分子フィル
ム基板上にも作製可能となった。
When the irradiation intensity of the ultraviolet light is too low, the oxide semiconductor does not crystallize and the organic polymer material does not decompose. on the other hand,
If the irradiation intensity is too high, ablation occurs and the applied metal organic compound 7 and organic polymer material 8 evaporate. Therefore, the irradiation intensity of the ultraviolet rays needs to be within a certain range suitable for the type of the metal organic compound or the organic polymer material to be used. In the related art, at the time of forming an oxide semiconductor electrode, a sol solution of an oxide semiconductor is applied to a glass substrate and then fired in a temperature range of 400 to 500 ° C. On the other hand, according to the present invention, the porous oxide semiconductor electrode 4 can be formed even at a low temperature near room temperature by the decomposition reaction of the organic component by the irradiation of ultraviolet rays and the subsequent crystallization of the oxide semiconductor thin film. . For this reason, it became possible to manufacture even on a transparent polymer film substrate having lower heat resistance than a glass substrate.

【0046】上記の酸化物半導体電極4の作製に際し
て、金属有機化合物と有機高分子材料の混合液に、さら
に粒径50nm以上のTiO2 等の粒子を混合させた溶
液を用いることによって、光電変換素子の光電変換効率
をさらに向上させることができる。酸化物半導体電極4
の中に粒径の大きなこの粒子が分散することによって、
電極に入射した光が粒子によって効率的に散乱され、実
効光路長が長くなって色素での光の補足確率が高まるた
めである。
When the oxide semiconductor electrode 4 is manufactured, a solution in which particles such as TiO 2 having a particle diameter of 50 nm or more are mixed with a mixed solution of a metal organic compound and an organic polymer material is used. The photoelectric conversion efficiency of the device can be further improved. Oxide semiconductor electrode 4
By dispersing the large particles in the
This is because the light incident on the electrode is efficiently scattered by the particles, the effective optical path length is increased, and the probability of capturing light with the dye is increased.

【0047】上記の紫外線を照射する際に、金属有機化
合物7と有機高分子材料8の混合物溶液を塗布した透明
基板1を200℃以下の温度に加熱することによって、
室温で照射した場合よりも酸化物半導体薄膜の電気特性
をより向上させることができる。なお、加熱温度は用い
る透明高分子フィルムの耐熱温度によって規定される。
When irradiating the above ultraviolet rays, the transparent substrate 1 coated with the mixture solution of the metal organic compound 7 and the organic polymer material 8 is heated to a temperature of 200 ° C. or less,
Electric characteristics of the oxide semiconductor thin film can be further improved as compared with the case where irradiation is performed at room temperature. The heating temperature is determined by the heat-resistant temperature of the transparent polymer film used.

【0048】上記の製造方法によって作製される酸化物
半導体電極4には、この電極表面に吸着した色素で光照
射により発生した電子を受け取り、これを透明導電膜2
に伝達する役割を担うことが要求される。このための望
ましい酸化物としては、3eV程度のエネルギーギャッ
プを持つ、酸化チタン(TiO2 )、酸化ニオブ(Nb
2 5 )、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2
のいずれか、または、これらの混合物である。その他に
も、酸化タングステン(WO3 )、酸化インジウム(I
2 2 )、酸化ジルコニウム(ZrO2 )、酸化タン
タル(TaO2)、酸化ハフニウム(HfO2 )のいず
れか、またはこれらの混合物でもよい。
The oxide semiconductor electrode 4 manufactured by the above-described manufacturing method receives electrons generated by light irradiation with the dye adsorbed on the electrode surface, and transfers the electrons to the transparent conductive film 2.
It is required to take on the role of communicating to Desirable oxides for this purpose include titanium oxide (TiO 2 ) and niobium oxide (Nb) having an energy gap of about 3 eV.
2 O 5 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 )
Or a mixture thereof. In addition, tungsten oxide (WO 3 ), indium oxide (I
n 2 O 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (TaO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ), or a mixture thereof.

【0049】対電極3には高分子フィルム基板上に形成
された白金(Pt)薄膜またはパラジウム(Pd)薄膜
を用いる。Pt薄膜あるいはPd薄膜は、電極としての
役割以外に、色素5によって吸収されず、酸化物半導体
電極4を通過してきた光を効率的に反射させて再び酸化
物半導体電極4中に戻す役割も担う。これによって、光
電変換素子の光電変換効率の向上に寄与することができ
る。なお、対電極3の高分子フィルム基板は、フレキシ
ブルなものであればよいが、例えば、ポリエステル、ポ
リカーボネート、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレ
ート、ポリイミドからなる群から選ばれるものが挙げら
れる。
As the counter electrode 3, a platinum (Pt) thin film or a palladium (Pd) thin film formed on a polymer film substrate is used. In addition to the role of the electrode, the Pt thin film or the Pd thin film also plays a role of efficiently reflecting light that is not absorbed by the dye 5 and has passed through the oxide semiconductor electrode 4 and returns the light into the oxide semiconductor electrode 4 again. . This can contribute to improvement in the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion element. The polymer film substrate of the counter electrode 3 may be a flexible one, and examples thereof include those selected from the group consisting of polyester, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, and polyimide.

【0050】本発明に用いる色素5は、可視光領域に広
い吸収を持つものが好ましく、ルテニウム(Ru)系錯
体色素を用いる。吸着する色素は1種類でもよいし、ま
た、2種類以上の混合物でもよい。色素は、上記のよう
にして作製した酸化物半導体電極を色素のエタノール溶
液に浸すことによって図1(c)のように表面一層だけ
に吸着させることができる。また、電荷移動層6は電子
を放出して酸化され、電子を得て還元される反応を迅速
に行う複数の酸化状態のイオンカップルから構成され、
望ましくはヨウ素系(I- /I3-)イオンカップルを含
む電解質を用いる。
The dye 5 used in the present invention preferably has broad absorption in the visible light region, and a ruthenium (Ru) complex dye is used. One type of dye to be adsorbed may be used, or a mixture of two or more types may be used. The dye can be adsorbed to only one surface as shown in FIG. 1C by immersing the oxide semiconductor electrode prepared as described above in an ethanol solution of the dye. Further, the charge transfer layer 6 is composed of a plurality of ion couples in an oxidized state that rapidly perform a reaction of emitting electrons and being oxidized and obtaining and reducing electrons.
Preferably iodine (I - / I 3-) using an electrolyte containing an ion couple.

【0051】以下に本発明の光電変換素子の製造方法を
具体的な実施例に基づいて説明するが、これらに限定さ
れるものでない。
Hereinafter, the method for manufacturing the photoelectric conversion element of the present invention will be described with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto.

【0052】〈実施例1〉本発明の第1の実施例では、
酸化物半導体電極4を以下の手順により作製した。30
mm×30mmで厚さが0.05mmの透明でフレキシ
ブルなポリエステルを透明基板1とし、その上に、透明
導電膜2としてフッ素ドープ酸化スズ膜を化学気相成長
法によって成膜した。ポリエステルは、400〜100
0nmの波長の光を90%程度透過できるものを使用し
た。透明導電膜2の厚さは400nm程度とした。透明
導電膜2のシート抵抗は10W/cm2 であり、また、
波長550nmでの可視光透過率は80%以上であっ
た。
<Embodiment 1> In the first embodiment of the present invention,
The oxide semiconductor electrode 4 was manufactured according to the following procedure. 30
A transparent and flexible polyester having a size of 30 mm × 30 mm and a thickness of 0.05 mm was used as a transparent substrate 1, and a fluorine-doped tin oxide film was formed thereon as a transparent conductive film 2 by a chemical vapor deposition method. Polyester is 400-100
A material capable of transmitting about 90% of light having a wavelength of 0 nm was used. The thickness of the transparent conductive film 2 was about 400 nm. The sheet resistance of the transparent conductive film 2 is 10 W / cm 2 ,
The visible light transmittance at a wavelength of 550 nm was 80% or more.

【0053】このフレキシブルなポリエステル基板上に
多孔質の酸化物半導体電極4を次のように形成した。ま
ず、金属有機化合物としてTiテトライソプロポキシド
と分子量20,000のポリエチレングリコールをメタ
ノール中に溶解させて混合溶媒を作製させた。ポリエチ
レングリコールはTiテトライソプロポキシドに対して
数%から50%程度混合した。次に、この混合物溶液を
透明導電膜2上にスピンコーターで塗布し、150℃で
乾燥させ、この工程を3回繰り返した。この結果、厚さ
1〜2mm程度の金属有機化合物とポリエチレングリコ
ールの混合物からなる塗布膜が得られる。この塗布膜に
窒素雰囲気中室温で、8kWの紫外線ランプを3時間照
射した。この工程を合計5回繰り返し、厚さ5〜10m
mの薄膜を作製した。
A porous oxide semiconductor electrode 4 was formed on the flexible polyester substrate as follows. First, a mixed solvent was prepared by dissolving Ti tetraisopropoxide as a metal organic compound and polyethylene glycol having a molecular weight of 20,000 in methanol. Polyethylene glycol was mixed with Ti tetraisopropoxide by several percent to about 50%. Next, this mixture solution was applied onto the transparent conductive film 2 by a spin coater, dried at 150 ° C., and this process was repeated three times. As a result, a coating film having a thickness of about 1 to 2 mm and comprising a mixture of a metal organic compound and polyethylene glycol is obtained. This coating film was irradiated with an 8 kW ultraviolet lamp for 3 hours at room temperature in a nitrogen atmosphere. This process is repeated 5 times in total, and the thickness is 5 to 10 m.
m was prepared.

【0054】以上の工程により得られた薄膜の構造をX
線回折法によって評価したところ、アナターゼ型の結晶
構造に対応する回折ピークのみが観察され、上記の紫外
線照射によって室温でも目的とするTiO2 薄膜が得ら
れることが確認された。また、走査型電子顕微鏡によっ
て薄膜の表面を観察したところ、ポリエチレングリコー
ルが分解されて抜けたことに対応して薄膜中には微細な
孔が分散しており、非常に多孔質な薄膜が得られている
のが確認された。さらに、比表面積測定装置によって、
このTiO2 薄膜の面積に対する表面積、すなわち比表
面積を測定したところ1000程度の高い値が観察され
た。このように本発明による製造方法を用いた結果、フ
レキシブルなポリエステル基板上に非常に多孔質の酸化
物半導体電極4を室温で作製できることがわかった。
The structure of the thin film obtained by the above steps is represented by X
When evaluated by a line diffraction method, only a diffraction peak corresponding to the anatase type crystal structure was observed, and it was confirmed that the target TiO 2 thin film could be obtained even at room temperature by the above-described ultraviolet irradiation. In addition, when the surface of the thin film was observed with a scanning electron microscope, fine pores were dispersed in the thin film corresponding to the decomposition and removal of polyethylene glycol, and a very porous thin film was obtained. It was confirmed that. Furthermore, by the specific surface area measuring device,
When the surface area with respect to the area of the TiO 2 thin film, that is, the specific surface area was measured, a high value of about 1000 was observed. As described above, as a result of using the manufacturing method according to the present invention, it was found that a very porous oxide semiconductor electrode 4 can be formed on a flexible polyester substrate at room temperature.

【0055】次に、このTiO2 薄膜からなる酸化物半
導体電極4の表面に色素を吸着させた。色素には、波長
550nm付近に広い吸収をもつRuビピリジン錯体色
素を、2×10-4M程度の濃度で無水エタノール中に溶
かしたものを用いた。この色素溶液中にTiO2 薄膜を
浸して一晩保管した。色素の吸着が終了したところで、
TiO2 薄膜を色素溶液から取り出し、アセトニトリル
でリンスして余分の色素を除去し、その後、空気中で乾
燥させた。この電極に電荷移動層6としてヨウ素系電解
質を一滴垂らした。ヨウ素系電解質としては、イオンカ
ップル(I- /I3-)としてヨウ素とヨウ化リチウム
を、また、溶媒にはアセトニトリルと炭酸エチレンの混
合溶液を用いた。なお、イオンカップル及び溶媒につい
ては、他の組み合わせを用いても問題はない。
Next, a dye was adsorbed on the surface of the oxide semiconductor electrode 4 made of the TiO 2 thin film. As the dye, one obtained by dissolving a Ru bipyridine complex dye having a broad absorption around a wavelength of 550 nm in anhydrous ethanol at a concentration of about 2 × 10 −4 M was used. The TiO 2 thin film was immersed in this dye solution and stored overnight. At the end of dye adsorption,
The TiO 2 film was removed from the dye solution, rinsed with acetonitrile to remove excess dye, and then dried in air. One drop of an iodine-based electrolyte was dropped as a charge transfer layer 6 on this electrode. As the iodine-based electrolyte, iodine and lithium iodide were used as an ion couple (I / I 3− ), and a mixed solution of acetonitrile and ethylene carbonate was used as a solvent. It should be noted that there is no problem even if another combination is used for the ion couple and the solvent.

【0056】次に、このように作製した電極を対電極3
と図2のように張り合わせ、端部を樹脂で封止して光電
変換素子を完成させた。対電極3にはポリカーボネート
基板上に白金を100nm程度蒸着したものを用いた。
Next, the electrode fabricated in this manner was used as a counter electrode 3
Then, the end portions were sealed with resin to complete the photoelectric conversion element. The counter electrode 3 was formed by depositing about 100 nm of platinum on a polycarbonate substrate.

【0057】この光電変換素子にソーラーシミュレータ
でAM1.5条件下の100mW/cm2 の強度の光を
照射して、発生した電気を電流電圧測定装置で測定し、
光電変換特性を評価した。その結果、9.5%の光電変
換効率が得られ、アモルファスシリコン太陽電池と同レ
ベルの光電変換効率が得られることが確認された。この
光電変換素子は電極部が透明高分子フィルムで構成され
ているため、非常にフレキシブルであり、90度以上の
曲率で折り曲げることができた。また、折り曲げた状態
でも光電変換効率にはほとんど変化がないことが確認さ
れた。
The photoelectric conversion element was irradiated with light having an intensity of 100 mW / cm 2 under AM 1.5 conditions by a solar simulator, and the generated electricity was measured by a current / voltage measuring device.
The photoelectric conversion characteristics were evaluated. As a result, a photoelectric conversion efficiency of 9.5% was obtained, and it was confirmed that the same level of photoelectric conversion efficiency as that of the amorphous silicon solar cell was obtained. Since this photoelectric conversion element had an electrode portion made of a transparent polymer film, it was very flexible and could be bent at a curvature of 90 degrees or more. It was also confirmed that the photoelectric conversion efficiency hardly changed even in the folded state.

【0058】〈第2の実施例〉本発明の第2の実施例で
は、酸化物半導体電極4を以下の手順により作製した。
まず、20mm×20mmで厚さが0.02mmの透明
でフレキシブルなポリイミドを透明基板1とし、その上
に、透明導電膜2としてフッ素ドープ酸化スズ膜を化学
気相成長法によって作製した。ポリイミドは、400〜
1000nmの波長の光を90%程度透過できるものを
使用した。透明導電膜2の厚さは500nm程度とし
た。透明導電膜2のシート抵抗は15W/cm2 であ
り、また、波長550nmでの可視光透過率は80%以
上であった。このフレキシブルなポリイミド基板上に多
孔質の酸化物半導体電極4を次のように形成した。
<Second Embodiment> In a second embodiment of the present invention, an oxide semiconductor electrode 4 was manufactured by the following procedure.
First, a transparent and flexible polyimide having a size of 20 mm × 20 mm and a thickness of 0.02 mm was used as a transparent substrate 1, and a fluorine-doped tin oxide film was formed thereon as a transparent conductive film 2 by a chemical vapor deposition method. Polyimide is 400-
A material capable of transmitting about 90% of light having a wavelength of 1000 nm was used. The thickness of the transparent conductive film 2 was about 500 nm. The sheet resistance of the transparent conductive film 2 was 15 W / cm 2 , and the visible light transmittance at a wavelength of 550 nm was 80% or more. A porous oxide semiconductor electrode 4 was formed on this flexible polyimide substrate as follows.

【0059】まず、金属有機化合物としてTiアセチル
アセトナートと発泡剤ジアゾアミノベンゼンをキシレン
中に溶解させ、さらに少量の粒径50nm程度のルチル
型TiO2 粉末を加えて十分に分散させ、混合溶媒を作
製した。ジアゾアミノベンゼンはTiアセチルアセトナ
ートに対して数%から50%程度混合した。次に、この
混合物溶液を透明導電膜2上にスピンコーターで塗布
し、150℃で乾燥させ、この工程を2回繰り返した。
この結果、厚さ1〜2mm程度の金属有機化合物とジア
ゾアミノベンゼンの混合物からなる塗布膜が得られる。
この塗布膜に150℃の乾燥空気中で、8kWの紫外線
ランプを3時間照射した。この工程を合計5回繰り返
し、厚さ5〜10mmの薄膜を作製した。
First, Ti acetylacetonate as a metal organic compound and a blowing agent diazoaminobenzene are dissolved in xylene, and a small amount of rutile-type TiO 2 powder having a particle size of about 50 nm is added and sufficiently dispersed. Produced. Diazoaminobenzene was mixed with Ti acetylacetonate in an amount of about several to 50%. Next, this mixture solution was applied on the transparent conductive film 2 by a spin coater, dried at 150 ° C., and this process was repeated twice.
As a result, a coating film having a thickness of about 1 to 2 mm and comprising a mixture of a metal organic compound and diazoaminobenzene is obtained.
This coating film was irradiated with an 8 kW ultraviolet lamp in dry air at 150 ° C. for 3 hours. This process was repeated a total of 5 times to produce a thin film having a thickness of 5 to 10 mm.

【0060】以上の工程により得られた薄膜は、アナタ
ーゼとルチルの回折ピークが混ざって観察され、紫外線
照射によってTiO2 薄膜を得ることができた。この場
合には、照射時の温度を150℃と高くしたため、回折
ピークの強度は第1の実施例の場合よりも強く、TiO
2 薄膜の結晶性が改善されていた。走査型電子顕微鏡に
よる観察の結果、ジアゾアミノベンゼンが紫外線によっ
て分解されて抜けたため、薄膜中には微細な孔が分散し
て、非常に多孔質の薄膜になっているのが確認された。
また、TiO2 薄膜は粒径10〜30nmの微細な結晶
粒の中に、粒径50nm程度の比較的大きな結晶粒が分
散した構造になっていた。微細な結晶粒は紫外線照射に
よって結晶化したTiO2 粒子であり、大きな結晶粒は
溶液に加えたルチル型TiO2 粒子であると考えられ
る。比表面積測定装置によって、このTiO2 薄膜の比
表面積を測定したところ1,200程度の高い値であっ
た。
In the thin film obtained by the above steps, diffraction peaks of anatase and rutile were observed to be mixed, and a TiO 2 thin film could be obtained by irradiation with ultraviolet rays. In this case, since the temperature at the time of irradiation was increased to 150 ° C., the intensity of the diffraction peak was stronger than that of the first embodiment,
(2) The crystallinity of the thin film was improved. As a result of observation with a scanning electron microscope, it was confirmed that diazoaminobenzene was decomposed by ultraviolet rays and escaped, so that fine pores were dispersed in the thin film to form a very porous thin film.
The TiO 2 thin film had a structure in which relatively large crystal grains having a particle size of about 50 nm were dispersed in fine crystal grains having a particle size of 10 to 30 nm. It is considered that the fine crystal grains are TiO 2 particles crystallized by ultraviolet irradiation, and the large crystal grains are rutile TiO 2 particles added to the solution. When the specific surface area of this TiO 2 thin film was measured by a specific surface area measuring device, it was a high value of about 1,200.

【0061】次に、このTiO2 薄膜からなる酸化物半
導体電極4の表面に色素を吸着させた。色素には、波長
550nm付近に広い吸収をもつRuターピリジン錯体
色素を、2×10-4M程度の濃度で無水エタノール中に
溶かしたものを用いた。この色素溶液中にTiO2 薄膜
を浸して一晩保管した。色素の吸着が終了したところ
で、TiO2 薄膜を色素溶液から取り出し、アセトニト
リルでリンスして余分の色素を除去し、その後、空気中
で乾燥させた。この電極に電荷移動層6としてヨウ素系
電解質を一滴垂らした。ヨウ素系電解質としては、イオ
ンカップル(I-/I3-)としてヨウ素とヨウ化リチウ
ムを、また、溶媒にはアセトニトリルと炭酸エチレンの
混合溶液を用いた。なお、イオンカップル及び溶媒につ
いては、他の組み合わせを用いても問題はない。
Next, a dye was adsorbed on the surface of the oxide semiconductor electrode 4 made of the TiO 2 thin film. As the dye, a solution obtained by dissolving a Ru terpyridine complex dye having a broad absorption around a wavelength of 550 nm in anhydrous ethanol at a concentration of about 2 × 10 −4 M was used. The TiO 2 thin film was immersed in this dye solution and stored overnight. When the adsorption of the dye was completed, the TiO 2 thin film was removed from the dye solution, rinsed with acetonitrile to remove excess dye, and then dried in air. One drop of an iodine-based electrolyte was dropped as a charge transfer layer 6 on this electrode. As the iodine-based electrolyte, iodine and lithium iodide were used as an ion couple (I / I 3− ), and a mixed solution of acetonitrile and ethylene carbonate was used as a solvent. It should be noted that there is no problem even if another combination is used for the ion couple and the solvent.

【0062】次に、このように作製した電極を対電極3
と図2のように張り合わせ、端部を樹脂で封止して光電
変換素子を完成させた。対電極3にはポリアリレート基
板上に白金を100nm程度蒸着したものを用いた。
Next, the electrode fabricated in this manner was used as a counter electrode 3
Then, the end portions were sealed with resin to complete the photoelectric conversion element. The counter electrode 3 was formed by depositing platinum on a polyarylate substrate to a thickness of about 100 nm.

【0063】この光電変換素子にソーラーシミュレータ
でAM1.5条件下の100mW/cm2 の強度の光を
照射して、発生した電気を電流電圧測定装置で測定し、
光電変換特性を評価した。その結果、10.2%の光電
変換効率が得られた。この光電変換素子は90度以上の
曲率で折り曲げた後にも光電変換効率にはほとんど変化
が見られず、フレキシブルな太陽電池として利用可能な
ことが確認された。
The photoelectric conversion element was irradiated with light having an intensity of 100 mW / cm 2 under AM 1.5 conditions by a solar simulator, and the generated electricity was measured by a current / voltage measuring device.
The photoelectric conversion characteristics were evaluated. As a result, a photoelectric conversion efficiency of 10.2% was obtained. Even after the photoelectric conversion element was bent at a curvature of 90 degrees or more, the photoelectric conversion efficiency hardly changed, and it was confirmed that the photoelectric conversion element can be used as a flexible solar cell.

【0064】〈第3の実施例〉本発明の第3の実施例で
は、酸化物半導体電極4を以下の手順により作製した。
まず、30mm×30mmで厚さが0.05mmのポリ
アリレート透明基板1上に、透明導電膜2を形成した。
このフレキシブルなポリアリレート基板上に多孔質の酸
化物半導体電極4を次のように形成した。
<Third Embodiment> In a third embodiment of the present invention, the oxide semiconductor electrode 4 was manufactured by the following procedure.
First, a transparent conductive film 2 was formed on a polyarylate transparent substrate 1 having a size of 30 mm × 30 mm and a thickness of 0.05 mm.
A porous oxide semiconductor electrode 4 was formed on this flexible polyarylate substrate as follows.

【0065】まず、金属有機化合物としてTiテトライ
ソブトキシドと発泡剤アゾジカルボンアミドをブタノン
中に溶解させ、さらに少量の粒径50nm程度のルチル
型TiO2 粉末を加えて十分に分散させ、混合溶媒を作
製した。アゾジカルボンアミドはTiテトライソブトキ
シドに対して数%から50%程度混合した。次に、この
混合物溶液を透明導電膜2上にスピンコーターで塗布
し、150℃で乾燥させ、この工程を2回繰り返した。
この結果、厚さ1〜2mm程度の金属有機化合物とアゾ
ジカルボンアミドの混合物からなる塗布膜が得られる。
この塗布膜に150℃の乾燥空気中で、紫外線としてK
rFエキシマレーザー光を50mJ/cm 2 、25H
z、15分間照射した。この工程を合計5回繰り返し、
厚さ5〜10mmの薄膜を作製した。
First, as a metal organic compound, Ti tetri
Sobutoxide and azodicarbonamide blowing agent
Dissolved in water and a small amount of rutile with a particle size of about 50 nm
Type TiOTwoAdd powder and disperse thoroughly to form a mixed solvent.
Made. Azodicarbonamide is Ti tetraisobutoki
The mixture was mixed at a ratio of several% to 50% with respect to SID. Then this
Apply the mixture solution on the transparent conductive film 2 with a spin coater
And dried at 150 ° C., and this step was repeated twice.
As a result, a metal organic compound having a thickness of about 1 to 2 mm
A coating film comprising a mixture of dicarbonamide is obtained.
This coating film is exposed to K
rF excimer laser beam at 50 mJ / cm Two, 25H
Irradiation for 15 minutes at z. This process is repeated a total of 5 times,
A thin film having a thickness of 5 to 10 mm was produced.

【0066】以上の工程により得られた薄膜は、アナタ
ーゼとルチルの回折ピークが混ざって観察され、紫外線
照射によってTiO2 薄膜を得ることができた。走査型
電子顕微鏡による観察の結果、第2の実施例の場合と同
様に、アゾジカルボンアミドが紫外線によって分解され
て抜けたため、薄膜中には微細な孔が分散して、非常に
多孔質の薄膜になっているのが確認された。また、Ti
2 薄膜は粒径10〜30nmの微細な結晶粒の中に、
粒径50nm程度の比較的大きな結晶粒が分散してい
た。比表面積測定装置によって、このTiO2 薄膜の比
表面積を測定したところ1,200程度の高い値であっ
た。
In the thin film obtained by the above steps, diffraction peaks of anatase and rutile were observed to be mixed, and a TiO 2 thin film could be obtained by irradiation with ultraviolet rays. As a result of observation with a scanning electron microscope, as in the second embodiment, azodicarbonamide was decomposed by ultraviolet light and escaped, so that fine pores were dispersed in the thin film, and a very porous thin film was obtained. It was confirmed that it was. Also, Ti
The O 2 thin film has fine crystal grains with a particle size of 10 to 30 nm.
Relatively large crystal grains having a particle size of about 50 nm were dispersed. When the specific surface area of this TiO 2 thin film was measured by a specific surface area measuring device, it was a high value of about 1,200.

【0067】次に、このTiO2 薄膜からなる酸化物半
導体電極4の表面に第2の実施例と同様の方法で色素を
吸着させ、その後、ヨウ素系電解質を一滴垂らした。さ
らに、対電極3と図2のように張り合わせて光電変換素
子を完成させた。対電極3にはポリイミド基板上に白金
を100nm程度蒸着したものを用いた。
Next, a dye was adsorbed on the surface of the oxide semiconductor electrode 4 made of the TiO 2 thin film in the same manner as in the second embodiment, and then a drop of an iodine-based electrolyte was dropped. Further, the photoelectric conversion element was completed by laminating the counter electrode 3 as shown in FIG. The counter electrode 3 was formed by depositing platinum of about 100 nm on a polyimide substrate.

【0068】この光電変換素子にソーラーシミュレータ
でAM1.5条件下の100mW/cm2 の強度の光を
照射して、光電変換特性を評価した。その結果、10.
5%の光電変換効率が得られた。この光電変換素子は、
90度以上の曲率で折り曲げた後でも光電変換効率には
ほとんど変化が見られず、フレキシブルな太陽電池とし
て利用可能なことが確認された。
[0068] by irradiation with light having an intensity of 100 mW / cm 2 of AM1.5 conditions by a solar simulator to the photoelectric conversion element was evaluated photoelectric conversion characteristics. As a result, 10.
A photoelectric conversion efficiency of 5% was obtained. This photoelectric conversion element
Even after bending at a curvature of 90 degrees or more, little change was observed in the photoelectric conversion efficiency, and it was confirmed that the photoelectric conversion efficiency could be used as a flexible solar cell.

【0069】なお、上述した各実施例は、本発明の好適
な実施例であり、本発明の技術思想の範囲内において種
々変形して実施することが可能である。
The embodiments described above are preferred embodiments of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the technical concept of the present invention.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の光電変換素子及びその製造方法によれば、紫外線照射
法により低温で酸化物半導体電極を形成することによっ
て、高分子フィルム基板上にフレキシブルで軽量な光電
変換素子を作製することができ、フレキシブルな太陽電
池として携帯端末等への応用が可能となる。
As is clear from the above description, according to the photoelectric conversion element and the method for manufacturing the same of the present invention, the oxide semiconductor electrode is formed at a low temperature by the ultraviolet irradiation method, thereby forming A flexible and lightweight photoelectric conversion element can be manufactured, and application to a portable terminal or the like as a flexible solar cell becomes possible.

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

【図1】本発明の実施形態である光電変換素子及びその
製造方法を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a photoelectric conversion element according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same.

【図2】色素増感太陽電池の基本構造を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing a basic structure of a dye-sensitized solar cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明基板 2 透明導電膜 3 対電極 4 酸化物半導体電極 5 色素 6 酸化還元対を有する電解質溶液 7 金属有機化合物 8 有機高分子材料 9 紫外線 REFERENCE SIGNS LIST 1 transparent substrate 2 transparent conductive film 3 counter electrode 4 oxide semiconductor electrode 5 dye 6 electrolyte solution having redox couple 7 metal organic compound 8 organic polymer material 9 ultraviolet ray

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒島 貞則 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 5F051 AA14 5H032 AA06 AS16 BB02 BB05 BB10 CC11 CC16 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE07 EE11 EE17 HH06  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Sadanori Kuroshima 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo F-term within NEC Corporation 5F051 AA14 5H032 AA06 AS16 BB02 BB05 BB10 CC11 CC16 EE01 EE04 EE03 EE04 EE06 EE07 EE11 EE17 HH06

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明導電基板上に形成した酸化物半導体
電極と、該酸化物半導体電極上に吸着された色素と、電
荷移動層と、対電極と、を備える色素増感された光電変
換素子において、 前記酸化物半導体電極は、 金属有機化合物と有機高分子材料の混合物を溶媒に溶解
させて溶液とし、 該溶液を、透明導電膜を積層した高分子フィルム基板上
に塗布して乾燥し、 紫外線を照射して形成されたことを特徴とする光電変換
素子。
1. A dye-sensitized photoelectric conversion element comprising: an oxide semiconductor electrode formed on a transparent conductive substrate; a dye adsorbed on the oxide semiconductor electrode; a charge transfer layer; and a counter electrode. In the oxide semiconductor electrode, a mixture of a metal organic compound and an organic polymer material is dissolved in a solvent to form a solution, and the solution is applied to a polymer film substrate on which a transparent conductive film is laminated and dried, A photoelectric conversion element formed by irradiating ultraviolet rays.
【請求項2】 前記酸化物半導体電極は、 酸化チタン(TiO2 )、酸化ニオブ(Nb2 5 )、
酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2 )のいずれ
か、または、これらの混合物であることを特徴とする請
求項1記載の光電変換素子。
2. An oxide semiconductor electrode comprising: titanium oxide (TiO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ),
Zinc oxide (ZnO), or the tin oxide (SnO 2), or, the photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the mixtures thereof.
【請求項3】 前記金属有機化合物と前記有機高分子材
料の混合物に、 さらに粒径50nm以上の酸化チタン(TiO2 )、酸
化ニオブ(Nb2 5)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ス
ズ(SnO2 )の粒子を混合させた溶液を用いることを
特徴とする請求項1または2記載の光電変換素子。
3. A mixture of the metal organic compound and the organic polymer material, further comprising titanium oxide (TiO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (50 nm or more) having a particle size of 50 nm or more. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a solution in which particles of SnO 2 ) are mixed is used.
【請求項4】 前記金属有機化合物は、 金属アルコキシドまたは金属アセチルアセトナート錯体
であり、 金属としてチタン(Ti)、ニオブ(Nb)、亜鉛(Z
n)、スズ(Sn)のうちのいずれか、または、これら
の複合物を用いることを特徴とする請求項1から3のい
ずれか1項に記載の光電変換素子。
4. The metal organic compound is a metal alkoxide or a metal acetylacetonate complex, and titanium (Ti), niobium (Nb), zinc (Z
The photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 3, wherein any one of n) and tin (Sn), or a composite thereof is used.
【請求項5】 前記有機高分子材料は、 ポリエチレングリコール、または、ジアゾアミノベンゼ
ン、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレン
テトラミンのうちのいずれかの発泡剤であることを特徴
とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光電変換
素子。
5. The organic polymer material is polyethylene glycol or a blowing agent selected from diazoaminobenzene, azodicarbonamide, and dinitrosopentamethylenetetramine. The photoelectric conversion element according to any one of the above.
【請求項6】 前記紫外線を照射する際に、 前記金属有機化合物と前記有機高分子材料の混合物を塗
布したフィルムを200℃以下の温度に加熱することを
特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光電
変換素子。
6. The method according to claim 1, wherein, when irradiating the ultraviolet rays, the film coated with the mixture of the metal organic compound and the organic polymer material is heated to a temperature of 200 ° C. or less. 2. The photoelectric conversion element according to claim 1.
【請求項7】 前記透明導電膜は、 酸化スズ(SnO2 )薄膜またはインジウム・スズ酸化
物(ITO)薄膜であることを特徴とする請求項1から
6のいずれか1項に記載の光電変換素子。
7. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the transparent conductive film is a tin oxide (SnO 2 ) thin film or an indium tin oxide (ITO) thin film. element.
【請求項8】 前記対電極は、 前記高分子フィルム基板上に形成された白金(Pt)薄
膜またはパラジウム(Pd)薄膜であることを特徴とす
る請求項1から7のいずれか1項に記載の光電変換素
子。
8. The device according to claim 1, wherein the counter electrode is a platinum (Pt) thin film or a palladium (Pd) thin film formed on the polymer film substrate. Photoelectric conversion element.
【請求項9】 前記高分子フィルム基板は、 ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフ
ォン、ポリアリレート、ポリイミドからなる群から選択
されたものであることを特徴とする請求項1から8のい
ずれか1項に記載の光電変換素子。
9. The method according to claim 1, wherein said polymer film substrate is selected from the group consisting of polyester, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, and polyimide. The photoelectric conversion device according to any one of the preceding claims.
【請求項10】 前記色素は、 ルテニウム(Ru)系錯体色素であることを特徴とする
請求項1から10のいずれか1項に記載の光電変換素
子。
10. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the dye is a ruthenium (Ru) -based complex dye.
【請求項11】 前記電荷移動層は、 ヨウ素(I- /I3-)イオンカップルを含むことを特徴
とする請求項1から11のいずれか1項に記載の光電変
換素子。
Wherein said charge transport layer, iodine (I - / I 3-) The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises an ion couples.
【請求項12】 透明導電基板上に形成した酸化物半導
体電極、該酸化物半導体電極上に吸着された色素、電荷
移動層、及び、対電極を有する色素増感された光電変換
素子の製造方法において、 前記酸化物半導体電極は、 金属有機化合物と有機高分子材料の混合物を溶媒に溶解
させて溶液状とし、 透明導電膜を積層した高分子フィルム基板上に塗布して
乾燥させ、 紫外線を照射して形成されることを特徴とする光電変換
素子の製造方法。
12. A method for manufacturing a dye-sensitized photoelectric conversion element having an oxide semiconductor electrode formed on a transparent conductive substrate, a dye adsorbed on the oxide semiconductor electrode, a charge transfer layer, and a counter electrode. In the above, the oxide semiconductor electrode is formed by dissolving a mixture of a metal organic compound and an organic polymer material in a solvent to form a solution, applying the solution on a polymer film substrate on which a transparent conductive film is laminated, drying the film, and irradiating with ultraviolet light. A method for manufacturing a photoelectric conversion element, characterized by being formed by:
【請求項13】 前記酸化物半導体電極は、 酸化チタン(TiO2 )、酸化ニオブ(Nb2 5 )、
酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2 )のいずれ
か、または、これらの混合物であることを特徴とする請
求項12記載の光電変換素子の製造方法。
13. An oxide semiconductor electrode comprising: titanium oxide (TiO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ),
Zinc oxide (ZnO), or, or, a method for manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 12, wherein the mixtures thereof of tin oxide (SnO 2).
【請求項14】 前記金属有機化合物と前記有機高分子
材料の混合物に、 さらに粒径50nm以上の酸化チタン(TiO2 )、酸
化ニオブ(Nb2 5)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ス
ズ(SnO2 )の粒子を混合させた溶液を用いることを
特徴とする請求項12または13記載の光電変換素子の
製造方法。
14. A mixture of the metal organic compound and the organic polymer material, further comprising titanium oxide (TiO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (50 nm or more) having a particle size of 50 nm or more. 14. The method for manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 12, wherein a solution in which particles of SnO 2 ) are mixed is used.
【請求項15】 前記金属有機化合物は、 金属アルコキシドまたは金属アセチルアセトナート錯体
であり、 金属としてチタン(Ti)、ニオブ(Nb)、亜鉛(Z
n)、スズ(Sn)のうちのいずれか、または、これら
の複合物を用いることを特徴とする請求項12から14
のいずれか1項に記載の光電変換素子の製造方法。
15. The metal organic compound is a metal alkoxide or a metal acetylacetonate complex, and titanium (Ti), niobium (Nb), zinc (Z
15. Any one of n) and tin (Sn), or a composite thereof is used.
The method for manufacturing a photoelectric conversion element according to any one of the above.
【請求項16】 前記有機高分子材料は、 ポリエチレングリコール、または、ジアゾアミノベンゼ
ン、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレン
テトラミンのうちのいずれかの発泡剤であることを特徴
とする請求項12から15のいずれか1項に記載の光電
変換素子の製造方法。
16. The organic polymer material is polyethylene glycol or a blowing agent selected from diazoaminobenzene, azodicarbonamide, and dinitrosopentamethylenetetramine. The method for producing a photoelectric conversion element according to any one of the above.
【請求項17】 前記紫外線を照射する際に、 前記金属有機化合物と前記有機高分子材料の混合物を塗
布したフィルムを200℃以下の温度に加熱することを
特徴とする請求項12ら16のいずれか1項に記載の光
電変換素子の製造方法。
17. The method according to claim 12, wherein, when irradiating the ultraviolet rays, the film coated with the mixture of the metal organic compound and the organic polymer material is heated to a temperature of 200 ° C. or less. 2. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 1.
【請求項18】 前記透明導電膜は、 酸化スズ(SnO2 )薄膜またはインジウム・スズ酸化
物(ITO)薄膜であることを特徴とする請求項12か
ら17のいずれか1項に記載の光電変換素子の製造方
法。
18. The photoelectric conversion device according to claim 12, wherein the transparent conductive film is a tin oxide (SnO 2 ) thin film or an indium tin oxide (ITO) thin film. Device manufacturing method.
【請求項19】 前記対電極は、 前記高分子フィルム基板上に形成された白金(Pt)薄
膜またはパラジウム(Pd)薄膜であることを特徴とす
る請求項12から18のいずれか1項に記載の光電変換
素子の製造方法。
19. The device according to claim 12, wherein the counter electrode is a platinum (Pt) thin film or a palladium (Pd) thin film formed on the polymer film substrate. A method for manufacturing a photoelectric conversion element.
【請求項20】 前記高分子フィルム基板は、 ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフ
ォン、ポリアリレート、ポリイミドからなる群から選択
されたものであることを特徴とする請求項12から19
のいずれか1項に記載の光電変換素子の製造方法。
20. The polymer film substrate according to claim 12, wherein the polymer film substrate is selected from the group consisting of polyester, polycarbonate, polyether sulfone, polyarylate, and polyimide.
The method for producing a photoelectric conversion element according to any one of the above.
【請求項21】 前記色素は、 ルテニウム(Ru)系錯体色素であることを特徴とする
請求項12から20のいずれか1項に記載の光電変換素
子の製造方法。
21. The method according to claim 12, wherein the dye is a ruthenium (Ru) -based complex dye.
【請求項22】 前記電荷移動層は、 ヨウ素(I- /I3-)イオンカップルを含むことを特徴
とする請求項12から21のいずれか1項に記載の光電
変換素子の製造方法。
22. The method according to claim 12, wherein the charge transfer layer contains an iodine (I / I 3 ) ion couple.
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