JP2002353483A - Dye sensitizing solar cell and manufacturing method therefor - Google Patents

Dye sensitizing solar cell and manufacturing method therefor

Info

Publication number
JP2002353483A
JP2002353483A JP2001152043A JP2001152043A JP2002353483A JP 2002353483 A JP2002353483 A JP 2002353483A JP 2001152043 A JP2001152043 A JP 2001152043A JP 2001152043 A JP2001152043 A JP 2001152043A JP 2002353483 A JP2002353483 A JP 2002353483A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dye
solar cell
metal oxide
sensitized solar
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001152043A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Ito
大 伊藤
Takahiro Harada
隆宏 原田
Haruo Uyama
晴夫 宇山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2001152043A priority Critical patent/JP2002353483A/en
Publication of JP2002353483A publication Critical patent/JP2002353483A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2027Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dye sensitizing solar cell, where a metal oxide semiconductor is laminated at a low temperature using the same material as in prior art. SOLUTION: In the manufacturing method of dye sensitizing solar cells where at least a transparent conductive layer, a metal oxide semiconductor layer where a dye is made to adsorb, a change transportation layer, a conductive layer, and/or conductive catalyst layer are formed successively, the metal oxide semiconductor layer should be formed by applying metal alkoxide or metal oxide gel to the transparent conductive layer on the substrate prior to plasma treatment.

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】本発明は金属酸化物半導体上
に吸着した増感色素により、光を吸収し、電気に変換す
る色素増感太陽電池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dye-sensitized solar cell that absorbs light and converts it into electricity by using a sensitizing dye adsorbed on a metal oxide semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に太陽電池には、単結晶シリコン太
陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、化合物半導体
太陽電池などが知られているが、製造コストや原材料コ
ストの抑制が難しく、太陽電池普及の妨げになってい
た。こうした中、半導体層表面に色素を担持させて構成
した電極を用いた色素増感太陽電池が、低コスト、高変
換効率という特徴を有していることが知られており、例
えば特許第2664194号、もしくは特許第2101
079号各明細書に記述されている。
2. Description of the Related Art In general, single-crystal silicon solar cells, amorphous silicon solar cells, compound semiconductor solar cells, and the like are known as solar cells. However, it is difficult to reduce manufacturing costs and raw material costs, which hinders the spread of solar cells. Had become. Under these circumstances, it is known that a dye-sensitized solar cell using an electrode constituted by supporting a dye on the surface of a semiconductor layer has features of low cost and high conversion efficiency. For example, Japanese Patent No. 2664194 Or Patent No. 2101
No. 079 is described in each specification.

【0003】色素増感太陽電池の構成は次の通りであ
る。光電極には、通常、透明導電膜上に金属酸化物半導
体ゾルを塗布し、焼結することにより得られる多孔質の
金属酸化物半導体電極が用いられる。さらに、これらの
金属酸化物半導体電極を色素を溶解させた溶液に浸漬す
ることによって、多孔質の金属酸化物半導体表面に色素
を単分子吸着させて色素層を形成することで光電極が製
造される。また、対向電極として透明導電膜と触媒とな
る導電膜を形成した後、電荷輸送層を介して光電極及び
対向電極を挟み込むことにより色素増感太陽電池は製造
される。
The structure of a dye-sensitized solar cell is as follows. As the photoelectrode, a porous metal oxide semiconductor electrode obtained by applying a metal oxide semiconductor sol on a transparent conductive film and sintering is usually used. Furthermore, by immersing these metal oxide semiconductor electrodes in a solution in which the dye is dissolved, the dye is monomolecularly adsorbed on the porous metal oxide semiconductor surface to form a dye layer, whereby the photoelectrode is manufactured. You. Further, a dye-sensitized solar cell is manufactured by forming a transparent conductive film as a counter electrode and a conductive film serving as a catalyst, and then sandwiching the photoelectrode and the counter electrode via a charge transport layer.

【0004】色素増感太陽電池の動作原理は次の通りで
ある。光電極側より入射した光は透明導電膜及び金属酸
化物半導体を通して金属酸化物半導体表面に担持された
色素によって吸収され、光を吸収した増感色素は励起さ
れる。励起された色素は速やかに金属酸化物半導体へ電
子を渡し、電子は金属酸化物半導体中を伝い、透明導電
膜へと流れる。電子を出した後、正電荷を持つ色素は電
荷輸送層より電子を受け取ることにより中性に戻る。以
上のように、色素増感太陽電池は光電極と対向電極をそ
れぞれ負極および正極として動作する。
The principle of operation of a dye-sensitized solar cell is as follows. Light incident from the photoelectrode side is absorbed by the dye carried on the surface of the metal oxide semiconductor through the transparent conductive film and the metal oxide semiconductor, and the sensitizing dye absorbing the light is excited. The excited dye quickly passes electrons to the metal oxide semiconductor, and the electrons travel through the metal oxide semiconductor and flow to the transparent conductive film. After emitting electrons, the positively charged dye returns to neutral by receiving electrons from the charge transport layer. As described above, the dye-sensitized solar cell operates using the photoelectrode and the counter electrode as the negative electrode and the positive electrode, respectively.

【0005】電荷輸送層には、アセトニトリル等の有機
溶媒にヨウ素及び、ヨウ化リチウムあるいはヨウ化カリ
ウムを溶解した電解質が一般的に用いられる。液体を使
用する場合、破壊時における環境への配慮や太陽電池の
寿命の観点から、液漏れを防ぐ為の封止が非常に重要で
あるが、長期に渡って封止を維持することは困難であ
る。そこで、近年では電解質の溶媒の代わりに流出の心
配の無い高分子ゲルを用いた色素増感太陽電池や電荷輸
送層の代わりに溶媒を用いないホールを輸送するp型半
導体や電子伝導性の有機固体物質などを用いる全固体型
色素増感太陽電池も提案されている。
For the charge transport layer, an electrolyte in which iodine and lithium or potassium iodide are dissolved in an organic solvent such as acetonitrile is generally used. When using a liquid, sealing to prevent liquid leakage is very important from the viewpoint of environmental considerations at the time of destruction and the life of the solar cell, but it is difficult to maintain the sealing for a long time It is. Therefore, in recent years, dye-sensitized solar cells using polymer gels that do not have to worry about spillage in place of electrolyte solvents, p-type semiconductors that transport holes without using solvents instead of charge transport layers, and organic materials with electron conductivity are used. An all-solid-state dye-sensitized solar cell using a solid substance or the like has also been proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】色素増感太陽電池にお
ける金属酸化物半導体は、色素が単分子吸着した色素層
による光吸収量を十分に大きくするために、表面積をで
きるだけ大きくする必要がある。そのため、ゾルゲル法
を用いることにより、nmサイズの半導体微粒子を40
0℃〜500℃で焼結させ、表面積を大きくしている。
しかしながら、この場合、硝子など400℃以上の焼成
に耐え得る基材を用いなければならず自ずと限定されて
しまう。また、基材上に積層された透明導電膜に一般的
に使用されるITOを用いた場合、400℃以上の加熱
によって抵抗値が加熱前の2倍以上になり、太陽電池の
光電変換効率を低下させる一因となっていた。
The metal oxide semiconductor in the dye-sensitized solar cell needs to have a surface area as large as possible in order to sufficiently increase the amount of light absorbed by the dye layer in which the dye is monomolecularly adsorbed. Therefore, by using the sol-gel method, it is possible to reduce the size of semiconductor fine particles of 40 nm by 40 nm.
Sintered at 0 ° C to 500 ° C to increase the surface area.
However, in this case, a substrate such as glass that can withstand firing at 400 ° C. or higher must be used, which is naturally limited. In addition, when ITO, which is generally used for a transparent conductive film laminated on a base material, is used, heating at 400 ° C. or more doubles the resistance value or more before heating, and reduces the photoelectric conversion efficiency of the solar cell. Was one of the causes of the decline.

【0007】以上のように、従来の色素増感太陽電池は
金属酸化物半導体を含む光電極を製造する際に、400
℃〜500℃という高温が必要であるが、例えばプラス
チックフィルム等の基材ではこの温度には耐えられな
い。プラスチックフィルムのようなフレキシブルな基材
を用いることは、パソコンや携帯端末、時計、自動車や
建築物の窓や壁面などに太陽電池を固定できるという点
で非常に重要であり、また材料面で安価に製造できる色
素増感太陽電池を汎用太陽電池として採用することには
大きな意義がある。そこで本発明では、金属酸化物半導
体を従来と同様の材料から、低温で積層させる手段を用
いた色素増感太陽電池を提供し、さらに、プラスチック
フィルム等の基材を用いたフレキシブルな色素増感太陽
電池を提供する。
As described above, the conventional dye-sensitized solar cell has a 400
A high temperature of from 500C to 500C is required, but a substrate such as a plastic film cannot withstand this temperature. The use of a flexible substrate such as a plastic film is very important in that the solar cell can be fixed to the windows and walls of personal computers, mobile terminals, watches, automobiles and buildings, and the cost of materials is low. There is great significance in adopting a dye-sensitized solar cell that can be manufactured as a general-purpose solar cell. Therefore, the present invention provides a dye-sensitized solar cell using a means for laminating a metal oxide semiconductor from a material similar to the conventional one at a low temperature, and further provides a flexible dye-sensitized solar cell using a base material such as a plastic film. Provide solar cells.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、少な
くとも、基板上に透明導電層、色素を吸着させた金属酸
化物半導体層、電荷輸送層、導電層及び/または導電性
触媒層を順に形成してなる色素増感太陽電池の製造方法
において、上記金属酸化物半導体層が、基板上の透明導
電層に金属アルコキシドまたは金属酸化物ゲルを塗布し
た後、これをプラズマ処理することにより形成されるこ
とを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法である。
According to the present invention, at least a transparent conductive layer, a metal oxide semiconductor layer having a dye adsorbed thereon, a charge transport layer, a conductive layer and / or a conductive catalyst layer are provided on a substrate. In the method of manufacturing a dye-sensitized solar cell formed in order, the metal oxide semiconductor layer is formed by applying a metal alkoxide or a metal oxide gel to a transparent conductive layer on a substrate, and then performing a plasma treatment on the metal alkoxide or the metal oxide gel. This is a method for producing a dye-sensitized solar cell.

【0009】請求項2の発明は、上記プラズマ処理が大
気圧下で行われることを特徴とする請求項1に記載の色
素増感太陽電池の製造方法である。
A second aspect of the present invention is the method for producing a dye-sensitized solar cell according to the first aspect, wherein the plasma treatment is performed under atmospheric pressure.

【0010】請求項3の発明は、上記金属酸化物半導体
が亜鉛、ニオブ、錫、チタン、バナジウム、インジウ
ム、タングステン、タンタル、ジルコニウム、モリブデ
ン、マンガンから選ばれる少なくとも1種類以上の金属
の酸化物であることを特徴とする請求項1または2に記
載の色素増感太陽電池の製造方法である。
The invention according to claim 3 is that the metal oxide semiconductor is an oxide of at least one metal selected from zinc, niobium, tin, titanium, vanadium, indium, tungsten, tantalum, zirconium, molybdenum and manganese. The method for producing a dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the method comprises:

【0011】請求項4の発明は、上記電荷輸送層が固体
電解質またはp型半導体を含むことを特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の色素増感太陽電池の製造方法
である。
A fourth aspect of the present invention is the method for producing a dye-sensitized solar cell according to any one of the first to third aspects, wherein the charge transport layer contains a solid electrolyte or a p-type semiconductor.

【0012】請求項5の発明は、上記基板がプラスチッ
クフィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の色素増感太陽電池の製造方法である。
[0012] The invention of claim 5 is the method of manufacturing a dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate is a plastic film.

【0013】請求項6の発明は、請求項1〜6のいずれ
かに記載の製造方法により製造されてなることを特徴と
する色素増感太陽電池である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a dye-sensitized solar cell manufactured by the manufacturing method according to any one of the first to sixth aspects.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。図1および図2は、それぞれ本発明の色
素増感太陽電池の一実施例の構成を示した断面図であ
る。本発明の色素増感太陽電池10における光電極7
は、図1に示すように基材1、透明導電層2、金属酸化
物半導体3、および金属酸化物半導体3に担持された色
素4から構成される。光電極の上には電荷輸送層5、お
よび基材1、導電性触媒層6から構成される対向電極8
が形成されている。対向電極8は図2に示す色素増感太
陽電池20のように基材1と導電性触媒層6の間に透明
導電層2を形成してもよい。本発明の色素増感太陽電池
は、2つの電極のうち少なくとも一方が透明である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 and FIG. 2 are cross-sectional views each showing the configuration of one embodiment of the dye-sensitized solar cell of the present invention. Photoelectrode 7 in dye-sensitized solar cell 10 of the present invention
Is composed of a substrate 1, a transparent conductive layer 2, a metal oxide semiconductor 3, and a dye 4 carried on the metal oxide semiconductor 3, as shown in FIG. On the photoelectrode, a counter electrode 8 composed of the charge transport layer 5, the substrate 1, and the conductive catalyst layer 6
Are formed. The counter electrode 8 may have the transparent conductive layer 2 formed between the substrate 1 and the conductive catalyst layer 6 as in the dye-sensitized solar cell 20 shown in FIG. In the dye-sensitized solar cell of the present invention, at least one of the two electrodes is transparent.

【0015】本発明において用いられる基材1として
は、ガラスまたはプラスチックフィルム、例えばポリメ
チルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレ
ン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホ
ン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(P
ET)、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセル
ロース等を用いることができるが、絶縁性、透明性のあ
る基材であれば何ら制限されるものではない。さらに
は、太陽電池を使用する環境、寿命の観点から耐光性、
耐熱性を伴う基材が好ましい。入射する光を有効に取り
入れるために、光電極に用いる基材の透明導電層が積層
されていない側の表面に反射防止層を設けてもよい。
As the substrate 1 used in the present invention, a glass or plastic film such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyethylene sulfide, polyether sulfone, polyolefin, polyethylene terephthalate (P
ET), polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose and the like can be used, but the material is not particularly limited as long as it is an insulating and transparent substrate. Furthermore, from the viewpoint of the environment in which the solar cell is used and its life, light resistance,
Substrates with heat resistance are preferred. In order to effectively take in incident light, an antireflection layer may be provided on the surface of the substrate used for the photoelectrode on which the transparent conductive layer is not laminated.

【0016】本発明における透明導電層2としては、、
フッ素やインジウムなどをドープされた酸化スズ、酸化
亜鉛、およびその他の可視光領域の吸収が少なく導電性
の透明導電体が好ましい。
The transparent conductive layer 2 in the present invention includes:
Tin oxide and zinc oxide doped with fluorine, indium, or the like, and other conductive transparent conductors that have low absorption in the visible light region are preferable.

【0017】透明導電層2の形成方法としては、真空蒸
着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、ス
パッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマC
VD法等の真空成膜プロセスによることができるが、い
かなる成膜方法であっても構わない。
The transparent conductive layer 2 can be formed by vacuum deposition, reactive deposition, ion beam assisted deposition, sputtering, ion plating, plasma C
Although a vacuum film forming process such as a VD method can be used, any film forming method may be used.

【0018】本発明における金属酸化物半導体層を形成
している金属酸化物半導体3としては、n型半導体の性
質を示す金属酸化物を用いることができる。具体的には
亜鉛、ニオブ、錫、チタン、バナジウム、インジウム、
タングステン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、
マンガンの酸化物があげられる。また、SrTiO3
CaTiO3、BaTiO3、MgTiO3、SrNb2
6のようなペロブスカイト、あるいはこれらの複合酸化
物または酸化物混合物なども使用することができる。
As the metal oxide semiconductor 3 forming the metal oxide semiconductor layer in the present invention, a metal oxide exhibiting the properties of an n-type semiconductor can be used. Specifically, zinc, niobium, tin, titanium, vanadium, indium,
Tungsten, tantalum, zirconium, molybdenum,
Oxides of manganese may be mentioned. Also, SrTiO 3 ,
CaTiO 3 , BaTiO 3 , MgTiO 3 , SrNb 2 O
A perovskite such as 6 , or a composite oxide or oxide mixture thereof can also be used.

【0019】金属酸化物半導体の表面は、その上に担持
される色素量を増やすために、直径が5nm〜200n
m程度の微粒子が積層された多孔体である。多孔体を形
成することにより、単位面積当たりの表面積が大きくな
り、吸着色素量が増加することにより、光の吸収量を十
分に増やすことができる。その積層膜厚は用途にもよ
り、透明性が必要であれば薄く、高い光電変換効率が必
要であれば厚くすることができ、その範囲は0.1μm
〜20μmである。
The surface of the metal oxide semiconductor has a diameter of 5 nm to 200 nm in order to increase the amount of the dye carried thereon.
It is a porous body in which about m fine particles are laminated. By forming the porous body, the surface area per unit area is increased, and the amount of adsorbed dye is increased, so that the light absorption amount can be sufficiently increased. Depending on the application, the thickness of the laminated film can be reduced if transparency is required, and can be increased if high photoelectric conversion efficiency is required.
2020 μm.

【0020】本発明において、これらの金属酸化物半導
体層を得る場合は、金属ハロゲン化物または金属アルコ
キシド、あるいはそれらを加水分解した金属酸化物ゾル
を透明導電膜上に塗布し、これを乾燥した後、プラズマ
処理を行うことによって形成することを特徴としてい
る。加熱過程の無い以上の操作により、400℃以上の
加熱によるゾルゲル法を用いた場合と同様の性能を有す
る金属酸化物半導体を得ることができる。本発明で得ら
れた金属酸化物半導体微粒子径は約5nm〜100nm
であった。本発明における金属酸化物半導体層を形成す
るプラズマ処理の過程において基板の温度は低温に保た
れている。したがって、プラスチックフィルムなどの耐
熱性が不十分な基材においても、金属酸化物半導体を積
層することができる。
In the present invention, when these metal oxide semiconductor layers are obtained, a metal halide, a metal alkoxide, or a metal oxide sol obtained by hydrolyzing the metal halide or metal alkoxide is applied onto a transparent conductive film and dried. It is formed by performing a plasma treatment. Through the above operation without a heating step, a metal oxide semiconductor having the same performance as that obtained by using the sol-gel method by heating at 400 ° C. or higher can be obtained. The diameter of the metal oxide semiconductor fine particles obtained by the present invention is about 5 nm to 100 nm.
Met. In the process of the plasma treatment for forming the metal oxide semiconductor layer in the present invention, the temperature of the substrate is kept low. Therefore, a metal oxide semiconductor can be stacked even on a substrate having insufficient heat resistance, such as a plastic film.

【0021】金属酸化物ゾルを基材に塗工する際には、
ディッピング、スピンコーター、バーコーター、ブレー
ドコーター、ナイフコーター、リバースロールコータ
ー、グラビアロールコーター、スクイズコーター、カー
テンコーター、スプレイコーター、ダイコーター等の塗
工機を用いることができるが、連続塗工が可能な方法が
より好ましい。
When the metal oxide sol is applied to a substrate,
Coating machines such as dipping, spin coater, bar coater, blade coater, knife coater, reverse roll coater, gravure roll coater, squeeze coater, curtain coater, spray coater and die coater can be used, but continuous coating is possible Is more preferable.

【0022】金属酸化物半導体層を形成する際に行う、
プラズマ処理は塗工された金属酸化物ゾルが乾燥する
前、乾燥途上、乾燥後のいずれの段階で行ってもよく、
また、一段階処理のみならず二段階以上の処理を行って
も良い。
The method is performed when forming a metal oxide semiconductor layer.
The plasma treatment may be performed before the coated metal oxide sol is dried, during the drying, at any stage after the drying,
Further, not only one-stage processing but also two or more-stage processing may be performed.

【0023】プラズマ処理の条件には、使用するガスの
種類、濃度、圧力、封入条件、及び電界強度、放電条件
等が挙げられるが、これらは適宜選択することができ
る。
The conditions for the plasma treatment include the type, concentration, pressure, sealing conditions, electric field strength, discharge conditions, etc. of the gas used, and these can be appropriately selected.

【0024】プラズマ処理に使用するガスとしては、酸
素、水素、窒素、二酸化炭素、フッ素含有化合物等の反
応性ガス、あるいはヘリウムやアルゴン等の不活性ガス
が使用することができる。プラズマ処理を真空中で行う
際には、プラズマ放電を安定化するために圧力を0.0
15〜2500Paの範囲にする。
As a gas used for the plasma treatment, a reactive gas such as oxygen, hydrogen, nitrogen, carbon dioxide, a fluorine-containing compound or the like, or an inert gas such as helium or argon can be used. When performing the plasma treatment in a vacuum, the pressure is set to 0.0 to stabilize the plasma discharge.
The range is 15 to 2500 Pa.

【0025】また、プラズマ処理を大気圧下で行う際に
は、公知の技術をもちいることができるが、例えばJ.
Phys.D:Appl.Phys.21(1988)
838−840や特許第3040358号公報に記載さ
れている方法が使用できる。この方法によれば、開放
系、あるいは低気密系におけるプラズマ処理が可能であ
り、連続的な金属酸化物半導体層の形成が可能である。
When the plasma treatment is performed under atmospheric pressure, a known technique can be used.
Phys. D: Appl. Phys. 21 (1988)
838-840 and the method described in Japanese Patent No. 3040358 can be used. According to this method, plasma processing in an open system or a low airtight system is possible, and a continuous metal oxide semiconductor layer can be formed.

【0026】本発明における色素4は、起電力を発生さ
せることのできる光を吸収するものであれば、任意のも
のを選択することができる。このような色素として、例
えば、ルテニウム−トリス、ルテニウム−ビス、オスミ
ウム−トリス、オスミウム−ビス型の遷移金属錯体、ま
たはルテニウム−シス−ジアクア−ビピリシル錯体、ま
たはフタロシアニンやポルフィリン、ジチオラート錯
体、アセチルアセトナート錯体などのいわゆる金属キレ
ート錯体、およびシアニジン色素、メロシアニン色素、
ローダミン色素などの有機色素、およびオキサジアゾー
ル誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、クマリン誘導体、
スチルベン誘導体、芳香環を有する有機化合物、および
その他が好ましい。これらの色素は、吸光係数が大きく
かつ繰り返しの酸化還元に対して安定であることが好ま
しい。また色素分子は低分子化合物であってもよいし、
また繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。
As the dye 4 in the present invention, any dye can be selected as long as it absorbs light capable of generating an electromotive force. Such dyes include, for example, ruthenium-tris, ruthenium-bis, osmium-tris, osmium-bis transition metal complexes, or ruthenium-cis-diaqua-bipyridyl complexes, or phthalocyanine, porphyrin, dithiolate complexes, acetylacetonate So-called metal chelate complexes such as complexes, and cyanidin dyes, merocyanine dyes,
Organic dyes such as rhodamine dyes, and oxadiazole derivatives, benzothiazole derivatives, coumarin derivatives,
Stilbene derivatives, organic compounds having an aromatic ring, and others are preferred. These dyes preferably have a large extinction coefficient and are stable against repeated oxidation-reduction. The dye molecule may be a low molecular compound,
Further, a polymer having a repeating unit may be used.

【0027】また、上記色素は金属酸化物半導体上に化
学的に吸着することが好ましく、カルボキシル基、スル
ホン酸基、リン酸基、アミド基、アミノ基、カルボニル
基、ホスフィン基などの官能基を有することが好まし
い。また、このような官能基は色素分子中に複数個ある
方が好ましい。
The dye is preferably chemically adsorbed on the metal oxide semiconductor and has a functional group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, an amide group, an amino group, a carbonyl group, and a phosphine group. It is preferred to have. Further, it is preferable that a plurality of such functional groups are present in the dye molecule.

【0028】本発明における色素4の金属酸化物半導体
への担持方法としては、使用する色素により水系溶媒、
有機系溶媒を任意に選択された溶媒に色素を溶解した色
素溶液を用意した後、その色素溶液に金属酸化物半導体
を浸漬する。色素が金属酸化物半導体に吸着するのに十
分な時間経過した後に、金属酸化物半導体を色素溶液よ
り引き上げ、洗浄、乾燥することによって行うことがで
きる。必要に応じて金属酸化物半導体を色素溶液に浸漬
する際に、加熱してもよいし、色素溶液を酸性または塩
基性にしてもよい。また、金属酸化物半導体を酸や塩基
で処理した後に色素溶液に浸漬してもよい。
In the present invention, the dye 4 is supported on the metal oxide semiconductor by an aqueous solvent,
After preparing a dye solution in which a dye is dissolved in an organic solvent arbitrarily selected, the metal oxide semiconductor is immersed in the dye solution. After a lapse of time sufficient for the dye to be adsorbed on the metal oxide semiconductor, the metal oxide semiconductor can be removed from the dye solution, washed, and dried. When the metal oxide semiconductor is immersed in the dye solution as necessary, heating may be performed, or the dye solution may be made acidic or basic. Alternatively, the metal oxide semiconductor may be treated with an acid or a base and then immersed in a dye solution.

【0029】本発明の色素増感太陽電池において、電荷
輸送層5に含有させる電解質としては、一般に色素増感
電池の電荷輸送層に用いられる材料を任意に用いること
ができ、例えばヨウ素を包含するヨウ化物、臭化物、キ
ノン錯体、テトラシアノキノンジメタン(TCNQ)錯
体、ジシアノキノンジイミン錯体などを用いることがで
きる。
In the dye-sensitized solar cell of the present invention, as the electrolyte contained in the charge transporting layer 5, any material generally used for the charge transporting layer of the dye-sensitized battery can be used arbitrarily, and includes, for example, iodine. An iodide, a bromide, a quinone complex, a tetracyanoquinonedimethane (TCNQ) complex, a dicyanoquinonediimine complex, or the like can be used.

【0030】また、本発明の電荷輸送層5においては、
固体電解質やp型半導体を含む固体状電荷輸送層をもち
いることができる。このような電荷輸送層は、液状の電
荷輸送層を用いた場合に起こり得る液漏れの可能性がな
いため好ましいものである。
Further, in the charge transport layer 5 of the present invention,
A solid charge transport layer containing a solid electrolyte or a p-type semiconductor can be used. Such a charge transport layer is preferable because there is no possibility of liquid leakage that may occur when a liquid charge transport layer is used.

【0031】固体状電荷輸送層に用いることのできる材
料の具体例としては、ドナー骨格としてトリフェニルア
ミン、ジフェニルアミン、フェニレンジアミンなどの芳
香族アミン化合物、ナフタレン、アントラセン、ビレン
などの縮合多環炭化水素、アゾベンゼンなどのアゾ化合
物、スチルベンなどの芳香環をエチレン結合やアセチレ
ン結合で連結した構造を有する化合物、アミノ基で置換
されたヘテロ芳香環化合物、ポルフィリン類、フタロシ
アン類などがあげられ、アクセプター骨格としてはキノ
ン類、テトラシアノキノジメタン類、ジシアノキノンジ
イミン類、テトラシアノエチレン、ビオローゲン類、ジ
チオール金属錯体などが挙げられる。また、その他固体
状電荷輸送層に用いることのできる材料として、Cu
I、AgI、TiI、およびその他の金属ヨウ化物、C
uBr、CuSCNなどがある。また、ポリアルキレン
エーテルなどの高分子ゲルにヨウ化物、キノン錯体等を
抱含させて用いてもよい。これらの材料は、必要に応じ
て任意に組み合わせて用いることができる。
Specific examples of the material which can be used for the solid charge transporting layer include aromatic amine compounds such as triphenylamine, diphenylamine, and phenylenediamine as a donor skeleton, and condensed polycyclic hydrocarbons such as naphthalene, anthracene, and biylene. , An azo compound such as azobenzene, a compound having a structure in which aromatic rings such as stilbene are connected by an ethylene bond or an acetylene bond, a heteroaromatic ring compound substituted with an amino group, porphyrins, phthalocyanines, and the like. Examples thereof include quinones, tetracyanoquinodimethanes, dicyanoquinonediimines, tetracyanoethylene, viologens, and dithiol metal complexes. Other materials that can be used for the solid charge transport layer include Cu.
I, AgI, TiI, and other metal iodides, C
There are uBr, CuSCN and the like. Further, a polymer gel such as a polyalkylene ether may be used by impregnating an iodide, a quinone complex, or the like. These materials can be used in any combination as needed.

【0032】本発明の対向電極に用いる導電性触媒層6
としては、任意の導電性材料を用いることができ、白金
や金、銀、銅などの金属、もしくは炭素などが挙げられ
る。これらを形成する際には、透明導電層2と同様の真
空成膜法、あるいはこれら材料の微粒子をペーストにし
たものをウエットコーティングする方法を用いることが
できる。
The conductive catalyst layer 6 used for the counter electrode of the present invention
Any conductive material can be used, and examples thereof include metals such as platinum, gold, silver, and copper, and carbon. When these are formed, a vacuum film forming method similar to that for the transparent conductive layer 2 or a method of wet coating a paste of fine particles of these materials can be used.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on embodiments.

【0034】<実施例1>図1の層構成の色素増感太陽
電池10を次のように作製した。まず、光電極7は、基
材1としてPET(100μm厚)を使用し、この上に
透明導電層2としてインジウム錫酸化物(ITO)を真
空スパッタリング法により形成した。そしてこの上に、
金属酸化物半導体層3として酸化チタンを形成した。酸
化チタンはチタンテトラt−ブトキシドを硝酸によって
加水分解することによるゾルゲル法を用いて酸化チタン
ゾルを合成し、得られた酸化チタンゾルを上記透明導電
層上に塗布した後、大気圧下でプラズマ処理を行う事に
より形成した。プラズマ処理は101.32kPaの酸
素雰囲気下で行い、パルス立ち上がり時間10μs、波
高値9kV、周波数3.5kHz、パルス幅180μs
のパルス電圧を付加することにより、プラズマ放電を行
った。続いて、以上で得られた積層体を、ビス(4,4
−ジカルボキシ−2,2−ビピリジル)ジチオシアネー
トルテニウムのエタノール溶液に浸漬することにより、
色素4として、ビス(4,4−ジカルボキシ−2,2−
ビピリジル)ジチオシアネートルテニウムを担持した。
対極8としては、PET(100μm厚)上に真空蒸着
法により成膜した白金を導電性触媒層6として形成した
ものを使用した。以上の光電極7及び対極8を互いに成
膜面が向かい合うように重ね、間に0.5M LiI、
0.05M I2、メトキシアセトニトリルからなる電
解質を電荷輸送層5として含浸させることにより色素増
感太陽電池を作成した。以上で得られた色素増感太陽電
池の電流−電圧特性を測定したところ、A.M.1.
5、100mW/cm2の擬似太陽光を用いた時、短絡
電流JSC=22mA/cm2、開放電圧VOC=0.68
V、フィルファクターFF=0.69で光電変換効率は
η=10.3%であった。
Example 1 A dye-sensitized solar cell 10 having the layer structure shown in FIG. 1 was produced as follows. First, the photoelectrode 7 used PET (100 μm thick) as the substrate 1, and indium tin oxide (ITO) was formed thereon as the transparent conductive layer 2 by vacuum sputtering. And on top of this,
Titanium oxide was formed as the metal oxide semiconductor layer 3. Titanium oxide is synthesized using a sol-gel method by hydrolyzing titanium tetra-t-butoxide with nitric acid, and after applying the obtained titanium oxide sol on the transparent conductive layer, plasma treatment is performed under atmospheric pressure. It was formed by doing. The plasma treatment is performed in an oxygen atmosphere of 101.32 kPa, a pulse rise time is 10 μs, a peak value is 9 kV, a frequency is 3.5 kHz, and a pulse width is 180 μs.
By applying a pulse voltage of, a plasma discharge was performed. Subsequently, the laminate obtained above was replaced with a screw (4, 4
-Dicarboxy-2,2-bipyridyl) dithiocyanate by immersion in a solution of ruthenium in ethanol
As the dye 4, bis (4,4-dicarboxy-2,2-
Bipyridyl) dithiocyanate ruthenium was supported.
As the counter electrode 8, an electrode formed by forming platinum formed as a conductive catalyst layer 6 on a PET (100 μm thick) film by a vacuum evaporation method was used. The above photoelectrode 7 and counter electrode 8 are overlapped so that the film forming surfaces face each other, and 0.5 M LiI,
A dye-sensitized solar cell was produced by impregnating an electrolyte comprising 0.05 M I 2 and methoxyacetonitrile as the charge transport layer 5. The current-voltage characteristics of the dye-sensitized solar cell obtained above were measured. M. 1.
5, when using simulated sunlight of 100 mW / cm 2 , short-circuit current J SC = 22 mA / cm 2 and open-circuit voltage V OC = 0.68
V, the fill factor FF = 0.69, and the photoelectric conversion efficiency was η = 10.3%.

【0035】<実施例2>図2の層構成の色素増感太陽
電池20を次のように作製した。まず、光電極7は、基
材1としてPET(100μm厚)を使用し、この上に
透明導電層2としてインジウム錫酸化物(ITO)を真
空スパッタリング法により形成した。そしてこの上に、
金属酸化物半導体層3として酸化チタンを形成した。酸
化チタンはチタンテトラt−ブトキシドを硝酸によって
加水分解することによるゾルゲル法を用いて酸化チタン
ゾルを合成し、得られた酸化チタンゾルを上記透明導電
層上に塗布した後、大気圧下でプラズマ処理を行う事に
より形成した。プラズマ処理は101.32kPaの酸
素雰囲気下で行い、パルス立ち上がり時間10μs、波
高値9kV、周波数3.5kHz、パルス幅180μs
のパルス電圧を付加することにより、プラズマ放電を行
った。続いて、以上で得られた積層体を、ビス(4,4
−ジカルボキシ−2,2−ビピリジル)ジチオシアネー
トルテニウムのエタノール溶液に浸漬することにより、
色素4として、ビス(4,4−ジカルボキシ−2,2−
ビピリジル)ジチオシアネートルテニウムを担持した。
以上の光電極7に電荷輸送層5としてCuIを、アセト
ニトリル溶液にして含浸させ、120℃のホットプレー
ト上で加熱することで溶媒のアセトニトリルを蒸発させ
ることにより形成した。対向電極8としては、PET
(100μm厚)上に、真空スパッタリング法でインジ
ウム錫酸化物(ITO)を成膜し、更に真空蒸着法によ
り成膜した金を導電性触媒層6として形成したものを使
用した。以上の光電極7及び対極8を互いに成膜面が向
かい合うように重ねることにより色素増感太陽電池を作
成した。以上で得られた色素増感太陽電池の電流−電圧
特性を測定したところ、A.M.1.5、100mW/
cm2の擬似太陽光を用いた時、短絡電流JSC=20m
A/cm2、開放電圧VOC=0.65V、フィルファク
ターFF=0.71で、光電変換効率はη=9.2%で
あった。
Example 2 A dye-sensitized solar cell 20 having the layer structure shown in FIG. 2 was produced as follows. First, the photoelectrode 7 used PET (100 μm thick) as the substrate 1, and indium tin oxide (ITO) was formed thereon as the transparent conductive layer 2 by vacuum sputtering. And on top of this,
Titanium oxide was formed as the metal oxide semiconductor layer 3. Titanium oxide is synthesized using a sol-gel method by hydrolyzing titanium tetra-t-butoxide with nitric acid, and after applying the obtained titanium oxide sol on the transparent conductive layer, plasma treatment is performed under atmospheric pressure. It was formed by doing. The plasma treatment is performed in an oxygen atmosphere of 101.32 kPa, a pulse rise time is 10 μs, a peak value is 9 kV, a frequency is 3.5 kHz, and a pulse width is 180 μs.
By applying a pulse voltage of, a plasma discharge was performed. Subsequently, the laminate obtained above was replaced with a screw (4, 4
-Dicarboxy-2,2-bipyridyl) dithiocyanate by immersion in a solution of ruthenium in ethanol
As the dye 4, bis (4,4-dicarboxy-2,2-
Bipyridyl) dithiocyanate ruthenium was supported.
The photoelectrode 7 was formed by impregnating the charge transport layer 5 with CuI in an acetonitrile solution and heating it on a hot plate at 120 ° C. to evaporate acetonitrile as a solvent. The opposite electrode 8 is made of PET
(100 μm thick), indium tin oxide (ITO) was formed by vacuum sputtering, and gold formed by vacuum evaporation was used as the conductive catalyst layer 6. A dye-sensitized solar cell was produced by stacking the photoelectrode 7 and the counter electrode 8 such that the film-forming surfaces face each other. The current-voltage characteristics of the dye-sensitized solar cell obtained above were measured. M. 1.5, 100mW /
When simulated sunlight of cm 2 is used, short-circuit current J SC = 20 m
A / cm 2 , open-circuit voltage V OC = 0.65 V, fill factor FF = 0.71, and photoelectric conversion efficiency η = 9.2%.

【0036】<実施例3>図2の層構成の色素増感太陽
電池20を次のように作製した。まず、光電極7は、基
材1としてガラス(商品名:Corning7059、
1.1mm厚)を使用し、この上に透明導電層2として
アルミニウムをドープした酸化亜鉛を真空スパッタリン
グ法により形成した。そしてこの上に、金属酸化物半導
体層3として酸化チタンを形成した。酸化チタンはチタ
ンテトラt−ブトキシドを硝酸によって加水分解するこ
とによるゾルゲル法を用いて酸化チタンゾルを合成し、
得られた酸化チタンゾルを上記透明導電層上に塗布した
後、10Paの酸素雰囲気下でプラズマ処理を行う事に
より形成した。プラズマ処理は、13.56MHzのR
F電源を用い、500Wの出力で10秒間プラズマ放電
をすることにより行った。続いて、以上で得られた積層
体を、シアニジンの酢酸溶液に浸漬することにより、色
素4として、シアニジンを担持した。対極8としては、
PET(100μm厚)上に、真空スパッタリング法で
アルミニウムをドープした酸化亜鉛を成膜し、更に真空
スパッタリング法により成膜した白金を導電性触媒層6
として形成したものを使用した。以上の光電極7及び対
極8を互いに成膜面が向かい合うように重ね、0.5M
LiI、0.05M I2、メトキシアセトニトリ
ル、ポリエチレングリコールからなるゲル状電解質を含
浸させることにより色素増感太陽電池を作成した。以上
で得られた色素増感太陽電池の電流−電圧特性を測定し
たところ、A.M.1.5、100mW/cm2の擬似
太陽光を用いた時、短絡電流JSC=20mA/cm2
開放電圧VOC=0.67V、フィルファクターFF=
0.70で、光電変換効率はη=9.4%であった。
Example 3 A dye-sensitized solar cell 20 having the layer structure shown in FIG. 2 was produced as follows. First, the photoelectrode 7 is made of glass (trade name: Corning 7059,
(Thickness: 1.1 mm), and zinc oxide doped with aluminum was formed thereon as a transparent conductive layer 2 by a vacuum sputtering method. Then, titanium oxide was formed thereon as the metal oxide semiconductor layer 3. Titanium oxide synthesizes titanium oxide sol using a sol-gel method by hydrolyzing titanium tetra-t-butoxide with nitric acid,
The obtained titanium oxide sol was applied on the transparent conductive layer, and then formed by performing a plasma treatment under an oxygen atmosphere of 10 Pa. The plasma treatment is performed at 13.56 MHz R
Plasma discharge was performed for 10 seconds at an output of 500 W using an F power source. Subsequently, the laminate obtained above was immersed in an acetic acid solution of cyanidin to carry cyanidin as Dye 4. As the counter electrode 8,
A film of zinc oxide doped with aluminum is formed on PET (100 μm thick) by vacuum sputtering, and platinum formed by vacuum sputtering is coated on the conductive catalyst layer 6.
What was formed as was used. The above photoelectrode 7 and counter electrode 8 are overlapped so that the film formation surfaces face each other,
A dye-sensitized solar cell was prepared by impregnating a gel electrolyte comprising LiI, 0.05 M I 2 , methoxyacetonitrile, and polyethylene glycol. The current-voltage characteristics of the dye-sensitized solar cell obtained above were measured. M. When simulated sunlight of 1.5 and 100 mW / cm 2 was used, the short-circuit current J SC = 20 mA / cm 2 ,
Open circuit voltage V OC = 0.67 V, fill factor FF =
At 0.70, the photoelectric conversion efficiency was η = 9.4%.

【0037】<比較例>図1の層構成の色素増感太陽電
池10を次のように作製した。まず、光電極7は、基材
1としてガラス(Corning7059、1.1mm
厚)を使用し、この上に透明導電層2としてインジウム
錫酸化物(ITO)を真空スパッタリング法により形成
した。そしてこの上に、金属酸化物半導体層3として酸
化チタンを形成した。酸化チタンはチタンテトラt−ブ
トキシドを硝酸によって加水分解することによるゾルゲ
ル法を用いて酸化チタンゾルを合成し、得られた酸化チ
タンゾルを上記透明導電層上に塗布した後、450℃で
30分間焼成する事により形成した。続いて、以上で得
られた積層体を、ビス(4,4−ジカルボキシ−2,2
−ビピリジル)ジチオシアネートルテニウムのエタノー
ル溶液に浸漬することにより、色素4として、ビス
(4,4−ジカルボキシ−2,2−ビピリジル)ジチオ
シアネートルテニウムを担持した。対向電極8として
は、PET(100μm厚)上に真空蒸着法により成膜
した白金を導電性触媒層6として形成したものを使用し
た。以上の光電極7及び対極8を互いに成膜面が向かい
合うように重ね、間に0.5M LiI、0.05M
2、メトキシアセトニトリルからなる電解質を電荷輸
送層5として含浸させることにより色素増感太陽電池を
作成した。以上で得られた色素増感太陽電池の電流−電
圧特性を測定したところ、A.M.1.5、100mW
/cm2の擬似太陽光を用いた時、短絡電流JSC=21
mA/cm2、開放電圧VOC=0.64V、フィルファ
クターFF=0.68で光電変換効率はη=9.1%で
あった。本発明の色素増感太陽電池は、プラズマ処理に
よって金属酸化物半導体を形成することで、低温である
にも関わらず、450℃で焼成した金属酸化物半導体を
用いた色素増感太陽電池と同程度の光電変換効率を与え
ることが示された。
<Comparative Example> A dye-sensitized solar cell 10 having the layer structure shown in FIG. 1 was produced as follows. First, the photoelectrode 7 is made of glass (Corning 7059, 1.1 mm
), And indium tin oxide (ITO) was formed thereon as a transparent conductive layer 2 by a vacuum sputtering method. Then, titanium oxide was formed thereon as the metal oxide semiconductor layer 3. Titanium oxide synthesizes a titanium oxide sol using a sol-gel method by hydrolyzing titanium tetra-t-butoxide with nitric acid, and after applying the obtained titanium oxide sol on the transparent conductive layer, it is baked at 450 ° C. for 30 minutes. Formed by things. Subsequently, the laminate obtained above was replaced with bis (4,4-dicarboxy-2,2
By immersing it in an ethanol solution of -bipyridyl) dithiocyanate ruthenium, bis (4,4-dicarboxy-2,2-bipyridyl) dithiocyanate ruthenium was supported as Dye 4. As the counter electrode 8, an electrode in which platinum formed as a film on a PET (100 μm thick) by a vacuum evaporation method was formed as the conductive catalyst layer 6 was used. The above photoelectrode 7 and counter electrode 8 are overlapped so that the film forming surfaces face each other, and 0.5M LiI, 0.05M
A dye-sensitized solar cell was prepared by impregnating an electrolyte comprising I 2 and methoxyacetonitrile as the charge transport layer 5. The current-voltage characteristics of the dye-sensitized solar cell obtained above were measured. M. 1.5, 100mW
/ Cm 2 simulated sunlight, short-circuit current J SC = 21
mA / cm 2 , open-circuit voltage V OC = 0.64 V, fill factor FF = 0.68, and the photoelectric conversion efficiency was η = 9.1%. The dye-sensitized solar cell of the present invention forms the metal oxide semiconductor by the plasma treatment, and is the same as the dye-sensitized solar cell using the metal oxide semiconductor fired at 450 ° C. even though the temperature is low. It has been shown to provide a degree of photoelectric conversion efficiency.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、前記金属酸化物半導体
層が、基板上の透明導電層に金属酸化物半導体ゾルを塗
布した後、プラズマ処理により形成することで、従来の
400℃〜500℃という高温処理を行わずに、従来と
同様な材料で低温で金属酸化物半導体層を積層できる。
また、高温処理を行わないため、プラスチックフィルム
等の基材を用いたフレキシブルな色素増感太陽電池及び
その製造方法を提供できる。
According to the present invention, the metal oxide semiconductor layer is formed by applying a metal oxide semiconductor sol to a transparent conductive layer on a substrate and then performing a plasma treatment on the transparent conductive layer. A metal oxide semiconductor layer can be stacked at a low temperature with a material similar to the conventional one without performing a high temperature treatment of ° C.
Further, since high-temperature treatment is not performed, a flexible dye-sensitized solar cell using a substrate such as a plastic film and a method for producing the same can be provided.

【0039】[0039]

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

【図1】本発明の色素増感太陽電池の層構成図である。FIG. 1 is a layer configuration diagram of a dye-sensitized solar cell of the present invention.

【図2】本発明の色素増感太陽電池の層構成図である。FIG. 2 is a layer configuration diagram of the dye-sensitized solar cell of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・基板 2・・・透明導電層 3・・・金属酸化物半導体 4・・・色素 5・・・電荷輸送層 6・・・導電性触媒層 7・・・光電極 8・・・対向電極 10、20・・・色素増感太陽電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Transparent conductive layer 3 ... Metal oxide semiconductor 4 ... Dye 5 ... Charge transport layer 6 ... Conductive catalyst layer 7 ... Photoelectrode 8 ... Counter electrode 10, 20 ... Dye-sensitized solar cell

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F051 AA14 BA15 CB13 EA04 FA02 GA03 GA05 5H032 AA06 AS16 BB05 BB10 CC11 CC17 EE02 EE16  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F051 AA14 BA15 CB13 EA04 FA02 GA03 GA05 5H032 AA06 AS16 BB05 BB10 CC11 CC17 EE02 EE16

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも、基板上に透明導電層、色素を
吸着させた金属酸化物半導体層、電荷輸送層、導電層及
び/または導電性触媒層を順に形成してなる色素増感太
陽電池の製造方法において、上記金属酸化物半導体層
が、基板上の透明導電層に金属アルコキシドまたは金属
酸化物ゲルを塗布した後、これをプラズマ処理すること
により形成されることを特徴とする色素増感太陽電池の
製造方法。
1. A dye-sensitized solar cell comprising at least a transparent conductive layer, a metal oxide semiconductor layer having a dye adsorbed thereon, a charge transport layer, a conductive layer and / or a conductive catalyst layer formed on a substrate in this order. In the manufacturing method, the metal oxide semiconductor layer is formed by applying a metal alkoxide or a metal oxide gel to a transparent conductive layer on a substrate and then performing a plasma treatment on the metal alkoxide or the metal oxide gel. Battery manufacturing method.
【請求項2】上記プラズマ処理が大気圧下で行われるこ
とを特徴とする請求項1に記載の色素増感太陽電池の製
造方法。
2. The method for manufacturing a dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein said plasma treatment is performed under atmospheric pressure.
【請求項3】上記金属酸化物半導体が亜鉛、ニオブ、
錫、チタン、バナジウム、インジウム、タングステン、
タンタル、ジルコニウム、モリブデン、マンガンから選
ばれる少なくとも1種類以上の金属の酸化物であること
を特徴とする請求項1または2に記載の色素増感太陽電
池の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the metal oxide semiconductor is zinc, niobium,
Tin, titanium, vanadium, indium, tungsten,
The method for producing a dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the method is an oxide of at least one metal selected from tantalum, zirconium, molybdenum, and manganese.
【請求項4】上記電荷輸送層が固体電解質またはp型半
導体を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載の色素増感太陽電池の製造方法。
4. The method for producing a dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein said charge transport layer contains a solid electrolyte or a p-type semiconductor.
【請求項5】上記基板がプラスチックフィルムであるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の色素増
感太陽電池の製造方法。
5. The method for manufacturing a dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein said substrate is a plastic film.
【請求項6】請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法
により製造されてなることを特徴とする色素増感太陽電
池。
6. A dye-sensitized solar cell manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
JP2001152043A 2001-05-22 2001-05-22 Dye sensitizing solar cell and manufacturing method therefor Pending JP2002353483A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001152043A JP2002353483A (en) 2001-05-22 2001-05-22 Dye sensitizing solar cell and manufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001152043A JP2002353483A (en) 2001-05-22 2001-05-22 Dye sensitizing solar cell and manufacturing method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002353483A true JP2002353483A (en) 2002-12-06

Family

ID=18996775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001152043A Pending JP2002353483A (en) 2001-05-22 2001-05-22 Dye sensitizing solar cell and manufacturing method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002353483A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004319872A (en) * 2003-04-18 2004-11-11 Tdk Corp Dye-sensitized photoelectric conversion device
WO2006041199A1 (en) * 2004-10-13 2006-04-20 Teijin Dupont Films Japan Limited Multilayer body for dye-sensitized solar cell, electrode for dye-sensitized solar cell and method for producing same
JP2006127825A (en) * 2004-10-27 2006-05-18 Teijin Dupont Films Japan Ltd Laminate for dye-sensitized solar battery, electrode for dye-sensitized solar battery and manufacturing method of the same
JP2010165769A (en) * 2009-01-14 2010-07-29 Konica Minolta Holdings Inc Method of manufacturing organic electronic element, organic electronic element, organic photoelectric conversion element, and organic electroluminescent device
WO2013002517A2 (en) * 2011-06-27 2013-01-03 한국화학연구원 Inorganic semiconductor-sensitized photoelectric device
JP2013197539A (en) * 2012-03-22 2013-09-30 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method of manufacturing oxide semiconductor film, and oxide semiconductor film
EP2682969A1 (en) * 2012-07-03 2014-01-08 University College Dublin Methods of manufacturing photovoltaic electrodes

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004319872A (en) * 2003-04-18 2004-11-11 Tdk Corp Dye-sensitized photoelectric conversion device
WO2006041199A1 (en) * 2004-10-13 2006-04-20 Teijin Dupont Films Japan Limited Multilayer body for dye-sensitized solar cell, electrode for dye-sensitized solar cell and method for producing same
US8604335B2 (en) 2004-10-13 2013-12-10 Teijin Dupont Films Japan Limited Laminate for dye-sensitized solar cell, electrode for dye-sensitized solar cell and method for producing it
JP2006127825A (en) * 2004-10-27 2006-05-18 Teijin Dupont Films Japan Ltd Laminate for dye-sensitized solar battery, electrode for dye-sensitized solar battery and manufacturing method of the same
JP2010165769A (en) * 2009-01-14 2010-07-29 Konica Minolta Holdings Inc Method of manufacturing organic electronic element, organic electronic element, organic photoelectric conversion element, and organic electroluminescent device
WO2013002517A2 (en) * 2011-06-27 2013-01-03 한국화학연구원 Inorganic semiconductor-sensitized photoelectric device
WO2013002517A3 (en) * 2011-06-27 2013-02-28 한국화학연구원 Inorganic semiconductor-sensitized photoelectric device
KR101246618B1 (en) 2011-06-27 2013-03-25 한국화학연구원 Inorganic Semiconductor-Sensitized Photovoltaic Devices and Fabrication Method Thereof
JP2013197539A (en) * 2012-03-22 2013-09-30 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method of manufacturing oxide semiconductor film, and oxide semiconductor film
EP2682969A1 (en) * 2012-07-03 2014-01-08 University College Dublin Methods of manufacturing photovoltaic electrodes
WO2014006590A1 (en) * 2012-07-03 2014-01-09 University College Dublin, National University Of Ireland, Dublin Methods of manufacturing photovoltaic electrodes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahmad et al. Dye-sensitized solar cells based on poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) counter electrode derived from ionic liquids
JP4263911B2 (en) Solar cell
US7947896B2 (en) Method for modifying surface of counter electrode and surface-modified counter electrode
Lee et al. Co-sensitization promoted light harvesting for plastic dye-sensitized solar cells
JP3505414B2 (en) Photochemical battery and method of manufacturing the same
Wang et al. Exploitation of ionic liquid electrolyte for dye-sensitized solar cells by molecular modification of organic-dye sensitizers
EP1467386A2 (en) Photoelectric conversion device fabrication method, photoelectric conversion device
WO2008004580A1 (en) Dye-sensitized solar cell
KR20140003998A (en) Manufacturing technology perovskite-based mesoporous thin film solar cell
Lee et al. Surface passivation: The effects of CDCA co-adsorbent and dye bath solvent on the durability of dye-sensitized solar cells
JP4280020B2 (en) Oxide semiconductor electrode for photoelectric conversion and dye-sensitized solar cell
JP4665426B2 (en) Dye-sensitized solar cell and method for producing the same
JP2003249275A (en) Dye sensitized solar cell and its manufacturing method
JP4710251B2 (en) Method for producing metal oxide film
JP2003282163A (en) Dye-sensitized solar battery
JP4099988B2 (en) Dye-sensitized solar cell
JP2002353483A (en) Dye sensitizing solar cell and manufacturing method therefor
JP2006199986A (en) Metal oxide film, solar cell using the oxide film, photocatalyst thin film, and method for manufacturing metal oxide film
JP2003059546A (en) Manufacturing method of dye sensitizing solar cell and solar cell using same
JP5636736B2 (en) Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP4797338B2 (en) Dye-sensitized solar cell and method for producing the same
Karlsson et al. Phenoxazine dyes in solid-state dye-sensitized solar cells
JP4314764B2 (en) Method for producing dye-sensitized solar cell
JP2003249274A (en) Dye sensitized solar cell and its manufacturing method
JP2007087854A (en) Dye-sensitized solar cell