JP2003031272A - 色素増感太陽電池 - Google Patents
色素増感太陽電池Info
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- JP2003031272A JP2003031272A JP2001213262A JP2001213262A JP2003031272A JP 2003031272 A JP2003031272 A JP 2003031272A JP 2001213262 A JP2001213262 A JP 2001213262A JP 2001213262 A JP2001213262 A JP 2001213262A JP 2003031272 A JP2003031272 A JP 2003031272A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】色素増感太陽電池の金属酸化物層形成にあた
り、４００〜５００℃に達する焼結処理を除くことによ
り、樹脂基材の使用を可能にすると共に、基材上の透明
導電膜の電気抵抗の増大を防止できるような製造方法を
提供する。 【解決手段】 少なくとも基板１上に透明導電層２、色
素４を吸着させた多孔質の金属酸化物半導体層３から構
成された光電極９。その上に、電荷輸送層５，および基
材８、透明導電層７，導電接触媒層６から構成される対
向電極１０が形成されている色素増感太陽電池におい
て、基板及び透明導電層等を合わせた対向電極部分の光
線透過率が４００ｎｍ以下の波長において８０％以下で
あることを特徴とする。
り、４００〜５００℃に達する焼結処理を除くことによ
り、樹脂基材の使用を可能にすると共に、基材上の透明
導電膜の電気抵抗の増大を防止できるような製造方法を
提供する。 【解決手段】 少なくとも基板１上に透明導電層２、色
素４を吸着させた多孔質の金属酸化物半導体層３から構
成された光電極９。その上に、電荷輸送層５，および基
材８、透明導電層７，導電接触媒層６から構成される対
向電極１０が形成されている色素増感太陽電池におい
て、基板及び透明導電層等を合わせた対向電極部分の光
線透過率が４００ｎｍ以下の波長において８０％以下で
あることを特徴とする。
Description
【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。
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。
【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。一方、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号公報、もしくは特許第２１０１０
７９号公報に記述されている。
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。一方、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号公報、もしくは特許第２１０１０
７９号公報に記述されている。
【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、乾燥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、対極として透明あるいは不透明導電
膜及び／または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。
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、乾燥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、対極として透明あるいは不透明導電
膜及び／または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。
【０００４】また、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。
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。
【０００５】前記電荷輸送層には、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。
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、色素増
感太陽電池は光電極に二酸化チタンなどの金属酸化物半
導体を用いるため、光触媒効果による有機物の分解が懸
念されている。例えば、光電極及び対向電極を積層させ
た後、封止するために用いられる接着剤や粘着剤の分
解、色素の分解、あるいはプラスチックフィルムを基材
に用いた場合には、基材の分解、などによる光電変換効
率の低下、発電寿命の低下が報告、あるいは予想されて
いる。金属酸化物半導体の光吸収による光触媒効果は、
たとえばアナターゼ型二酸化チタンでは３９０ｎｍ付近
の光吸収により生じる。そこで本発明は、構成変更など
による材料コストや製造コストの増大を伴うことなく、
二酸化チタンの吸収波長域の光を色素増感太陽電池内部
まで到達させない構成とした太陽電池を提供する。
感太陽電池は光電極に二酸化チタンなどの金属酸化物半
導体を用いるため、光触媒効果による有機物の分解が懸
念されている。例えば、光電極及び対向電極を積層させ
た後、封止するために用いられる接着剤や粘着剤の分
解、色素の分解、あるいはプラスチックフィルムを基材
に用いた場合には、基材の分解、などによる光電変換効
率の低下、発電寿命の低下が報告、あるいは予想されて
いる。金属酸化物半導体の光吸収による光触媒効果は、
たとえばアナターゼ型二酸化チタンでは３９０ｎｍ付近
の光吸収により生じる。そこで本発明は、構成変更など
による材料コストや製造コストの増大を伴うことなく、
二酸化チタンの吸収波長域の光を色素増感太陽電池内部
まで到達させない構成とした太陽電池を提供する。
【０００７】
【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、色素を吸着させた多孔質の
金属酸化物半導体層、電荷輸送層、導電性触媒層及び／
または導電層を順に形成してなる色素増感太陽電池にお
いて、前記基板及び透明導電層を合わせた部分の光線透
過率が４００ｎｍ以下の波長において８０％以下である
ことを特徴とする色素増感太陽電池である。
くとも基板上に透明導電層、色素を吸着させた多孔質の
金属酸化物半導体層、電荷輸送層、導電性触媒層及び／
または導電層を順に形成してなる色素増感太陽電池にお
いて、前記基板及び透明導電層を合わせた部分の光線透
過率が４００ｎｍ以下の波長において８０％以下である
ことを特徴とする色素増感太陽電池である。
【０００８】請求項２の発明は、少なくとも基板上に透
明導電層、色素を吸着させた多孔質の金属酸化物半導体
層を形成してなる光電極と、これに相対した基板上に導
電層及び／または導電性触媒層を形成してなる対向電極
と、前記光電極及び前記対向電極の間に電荷輸送層を形
成してなる色素増感太陽電池において、前記対向電極の
基板及び導電層及び／または導電性触媒層を合わせた部
分の光線透過率が４００ｎｍ以下の波長において８０％
以下であることを特徴とする色素増感太陽電池である。
明導電層、色素を吸着させた多孔質の金属酸化物半導体
層を形成してなる光電極と、これに相対した基板上に導
電層及び／または導電性触媒層を形成してなる対向電極
と、前記光電極及び前記対向電極の間に電荷輸送層を形
成してなる色素増感太陽電池において、前記対向電極の
基板及び導電層及び／または導電性触媒層を合わせた部
分の光線透過率が４００ｎｍ以下の波長において８０％
以下であることを特徴とする色素増感太陽電池である。
【０００９】請求項３の発明は、前記金属酸化物半導体
層を形成している前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
陽電池である。
層を形成している前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
陽電池である。
【００１０】請求項４の発明は、前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である。
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である。
【００１１】請求項５の発明は、前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である。
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である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、少なくとも基板上に透
明導電層、色素を吸着させた多孔質の金属酸化物半導体
層、電荷輸送層、導電性触媒層及び／または導電層を順
に形成してなる色素増感太陽電池において、前記基板及
び透明導電層を合わせた部分の光線透過率が４００ｎｍ
以下の波長において８０％以下であることを特徴とする
ものである。即ち、光線透過率を８０％以下にすること
で、３９０ｎｍ付近に吸収域を持つアナターゼ型二酸化
チタンのように、４００ｎｍ以下に吸収域を持つような
金属酸化物半導体の光触媒効果による接着剤、粘着剤、
色素、基材等の含有有機物の分解を防ぐというものであ
る。
明導電層、色素を吸着させた多孔質の金属酸化物半導体
層、電荷輸送層、導電性触媒層及び／または導電層を順
に形成してなる色素増感太陽電池において、前記基板及
び透明導電層を合わせた部分の光線透過率が４００ｎｍ
以下の波長において８０％以下であることを特徴とする
ものである。即ち、光線透過率を８０％以下にすること
で、３９０ｎｍ付近に吸収域を持つアナターゼ型二酸化
チタンのように、４００ｎｍ以下に吸収域を持つような
金属酸化物半導体の光触媒効果による接着剤、粘着剤、
色素、基材等の含有有機物の分解を防ぐというものであ
る。
【００１３】以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明
する。図１は、本発明における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１１における光電極９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９の上には電荷輸送層５、および基材８、透明導電層
７、導電性触媒層６から構成される対向電極１０が形成
されている。なお、この構成の場合は前記対向電極の基
板及び導電層及び／または導電性触媒層を合わせた部分
の光線透過率が８０％以下になっていれば良い。
する。図１は、本発明における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１１における光電極９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９の上には電荷輸送層５、および基材８、透明導電層
７、導電性触媒層６から構成される対向電極１０が形成
されている。なお、この構成の場合は前記対向電極の基
板及び導電層及び／または導電性触媒層を合わせた部分
の光線透過率が８０％以下になっていれば良い。
【００１４】本発明において用いられる基材１、８とし
ては、ガラスあるい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、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。
ては、ガラスあるい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、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。
【００１５】本発明における透明導電層２、７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。
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。
【００１６】透明導電層２、７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
ＣＶＤ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。
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
ＣＶＤ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。
【００１７】本発明における金属酸化物半導体層を形成
す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、Ｃ
ａＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＭｇＴｉＯ3、ＳｒＮｂ2Ｏ6
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。
す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、Ｃ
ａＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＭｇＴｉＯ3、ＳｒＮｂ2Ｏ6
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。
【００１８】金属酸化物半導体３の表面は、その上に担
持される色素量を増やすために、その投影面積に対す
る、実際の表面面積が２０倍以上、さらに好ましくは５
００倍以上必要である。このように表面粗さの大きな表
面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０．１
μｍ〜２０μｍである。
持される色素量を増やすために、その投影面積に対す
る、実際の表面面積が２０倍以上、さらに好ましくは５
００倍以上必要である。このように表面粗さの大きな表
面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０．１
μｍ〜２０μｍである。
【００１９】金属酸化物半導体３の形成方法としては、
金属、金属酸化物、金属亜酸化物などを用いた真空蒸着
法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビ
ームアシスト蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッ
タリング法や金属ハロゲン化物、金属アルコキシドなど
を用いたプラズマＣＶＤ法、あるいはその他の真空成膜
法を用いることができる。
金属、金属酸化物、金属亜酸化物などを用いた真空蒸着
法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビ
ームアシスト蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッ
タリング法や金属ハロゲン化物、金属アルコキシドなど
を用いたプラズマＣＶＤ法、あるいはその他の真空成膜
法を用いることができる。
【００２０】また、基材を蒸発面あるいはターゲット面
に対して斜めに配置することにより、多孔性が増し、投
影面積に対する実際の表面面積を増大させることができ
る。
に対して斜めに配置することにより、多孔性が増し、投
影面積に対する実際の表面面積を増大させることができ
る。
【００２１】さらに金属酸化物半導体３は形成した後
に、プラズマ処理、コロナ処理、ＵＶ処理、酸または塩
基処理、あるいはその他の後処理を行っても良い。
に、プラズマ処理、コロナ処理、ＵＶ処理、酸または塩
基処理、あるいはその他の後処理を行っても良い。
【００２２】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。
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。
【００２３】また、前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。
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。
【００２４】本発明における色素４の金属酸化物半導体
３への担持は、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。
３への担持は、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。
【００２５】本発明における電荷輸送層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るが、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
シアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ジシアノキノン
ジイミン錯体、およびその他が好ましい。
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るが、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
シアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ジシアノキノン
ジイミン錯体、およびその他が好ましい。
【００２６】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。
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。
【００２７】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。
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。
【００２８】本発明における電荷輸送層５の形成方法と
しては、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。固体電解質またはｐ型半導体を
用いる場合には、任意の溶媒を用いた溶液にした後、前
記方法を用いて塗工し、基材１を任意の温度に加熱して
溶媒を蒸発させることにより形成する。
しては、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。固体電解質またはｐ型半導体を
用いる場合には、任意の溶媒を用いた溶液にした後、前
記方法を用いて塗工し、基材１を任意の温度に加熱して
溶媒を蒸発させることにより形成する。
【００２９】本発明の対向電極１０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。
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。
【００３０】
【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。
明する。
【００３１】＜実施例１＞図１の層構成の色素増感太陽
電池１１を次のように作製した。まず、光電極９は、基
材１としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μ
ｍ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。この際、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を
用い、出力２．５Ｗ／ｃｍ2、成膜圧力０．６Ｐａ、酸
素／アルゴン比０．００１、基材温度１００℃の条件下
で成膜した。この時のインジウム錫酸化物層の膜厚は２
８０ｎｍであった。得られたインジウム錫酸化物被覆ガ
ラスの光線透過率を図２に示した。以上で得られた透明
導電性基材上に、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
ルを前記透明導電層上に塗布した後、乾燥し、４５０℃
で焼成することにより形成した。以上で得られた積層体
は８０℃程度まで冷却した後、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後、水及び
エタノール洗浄、及び乾燥を行うことにより、光電極９
を得た。続いて電荷輸送層５として０．５Ｍ ＬｉＩ、
０．０５Ｍ Ｉ２、メトキシアセトニトリルからなるゲ
ル状電解質を光電極９上に形成した。対極１０として
は、基材８としてＰＥＴ（１００μｍ厚）上にスパッタ
リング法により成膜したインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）
を透明導電層７として形成し、さらにスパッタリング法
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９及び対極１０を、互いに
成膜面が向かい合うようにラミネートし、側面をエポキ
シ系接着剤で封止することにより色素増感太陽電池を作
成した。
電池１１を次のように作製した。まず、光電極９は、基
材１としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μ
ｍ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。この際、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を
用い、出力２．５Ｗ／ｃｍ2、成膜圧力０．６Ｐａ、酸
素／アルゴン比０．００１、基材温度１００℃の条件下
で成膜した。この時のインジウム錫酸化物層の膜厚は２
８０ｎｍであった。得られたインジウム錫酸化物被覆ガ
ラスの光線透過率を図２に示した。以上で得られた透明
導電性基材上に、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
ルを前記透明導電層上に塗布した後、乾燥し、４５０℃
で焼成することにより形成した。以上で得られた積層体
は８０℃程度まで冷却した後、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後、水及び
エタノール洗浄、及び乾燥を行うことにより、光電極９
を得た。続いて電荷輸送層５として０．５Ｍ ＬｉＩ、
０．０５Ｍ Ｉ２、メトキシアセトニトリルからなるゲ
ル状電解質を光電極９上に形成した。対極１０として
は、基材８としてＰＥＴ（１００μｍ厚）上にスパッタ
リング法により成膜したインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）
を透明導電層７として形成し、さらにスパッタリング法
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９及び対極１０を、互いに
成膜面が向かい合うようにラミネートし、側面をエポキ
シ系接着剤で封止することにより色素増感太陽電池を作
成した。
【００３２】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、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似
太陽光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝２１ｍＡ／ｃ
ｍ2、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＝９．９％であっ
た。更に以上の色素増感太陽電池を２５℃に保ちながら
カーボンアーク光に３６０時間照射した後、電流−電圧
特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽
光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝１９ｍＡ／ｃｍ2、開
放電圧ＶＯＣ＝０．６８Ｖ、フィルファクターＦＦ＝
０．７０で光電変換効率はη＝９．０％であり、特性劣
化が抑えられた。
電圧特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似
太陽光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝２１ｍＡ／ｃ
ｍ2、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＝９．９％であっ
た。更に以上の色素増感太陽電池を２５℃に保ちながら
カーボンアーク光に３６０時間照射した後、電流−電圧
特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽
光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝１９ｍＡ／ｃｍ2、開
放電圧ＶＯＣ＝０．６８Ｖ、フィルファクターＦＦ＝
０．７０で光電変換効率はη＝９．０％であり、特性劣
化が抑えられた。
【００３３】＜実施例２＞図１の層構成の色素増感太陽
電池１１を次のように作製した。まず、光電極９は、基
材１としてＰＥＴ（５０μｍ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。この際、ＤＣマグネ
トロンスパッタリング法を用い、出力２．５Ｗ／ｃ
ｍ2、成膜圧力０．６Ｐａ、酸素／アルゴン比０．００
１、基材温度６０℃の条件下で成膜した。この時のイン
ジウム錫酸化物層の膜厚は２８０ｎｍであった。得られ
たインジウム錫酸化物被覆ＰＥＴの光線透過率を図３に
示した。以上で得られた透明導電性基材上に、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前記透明導電層上に塗
布した後、乾燥し、０．１Ｐａの圧力下、基板を１００
℃に加熱しながらアルゴンプラズマ処理することにより
形成した。また、対向電極１０は基材８としてＰＥＴ
（５０μｍ厚）を使用し、この上にＤＣマグネトロンス
パッタリング法により、出力２．５Ｗ／ｃｍ2、成膜圧
力０．６Ｐａ、酸素／アルゴン比０．００１、基材温度
６０℃の条件でインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を透明導
電層７として膜厚２００ｎｍで形成し、さらに蒸着法に
より成膜した白金を導電性触媒層６として膜厚２ｎｍで
形成したものを使用した。得られたインジウム錫酸化物
及び白金被覆ＰＥＴの透過特性を図４に示した。その他
の層は実施例１と同様に成膜した。以上の光電極９及び
対向電極１０は実施例１とラミネート、封止を行うこと
により色素増感太陽電池を得た。
電池１１を次のように作製した。まず、光電極９は、基
材１としてＰＥＴ（５０μｍ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。この際、ＤＣマグネ
トロンスパッタリング法を用い、出力２．５Ｗ／ｃ
ｍ2、成膜圧力０．６Ｐａ、酸素／アルゴン比０．００
１、基材温度６０℃の条件下で成膜した。この時のイン
ジウム錫酸化物層の膜厚は２８０ｎｍであった。得られ
たインジウム錫酸化物被覆ＰＥＴの光線透過率を図３に
示した。以上で得られた透明導電性基材上に、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前記透明導電層上に塗
布した後、乾燥し、０．１Ｐａの圧力下、基板を１００
℃に加熱しながらアルゴンプラズマ処理することにより
形成した。また、対向電極１０は基材８としてＰＥＴ
（５０μｍ厚）を使用し、この上にＤＣマグネトロンス
パッタリング法により、出力２．５Ｗ／ｃｍ2、成膜圧
力０．６Ｐａ、酸素／アルゴン比０．００１、基材温度
６０℃の条件でインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を透明導
電層７として膜厚２００ｎｍで形成し、さらに蒸着法に
より成膜した白金を導電性触媒層６として膜厚２ｎｍで
形成したものを使用した。得られたインジウム錫酸化物
及び白金被覆ＰＥＴの透過特性を図４に示した。その他
の層は実施例１と同様に成膜した。以上の光電極９及び
対向電極１０は実施例１とラミネート、封止を行うこと
により色素増感太陽電池を得た。
【００３４】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、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似
太陽光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝２０ｍＡ／ｃ
ｍ2、開放電圧ＶＯＣ＝０．６９Ｖ、フィルファクター
ＦＦ＝０．７１で光電変換効率はη＝９．８％であっ
た。更に以上の色素増感太陽電池を２５℃に保ちながら
カーボンアーク光に３６０時間照射した後、電流−電圧
特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽
光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝１８ｍＡ／ｃｍ2、開
放電圧ＶＯＣ＝０．６８Ｖ、フィルファクターＦＦ＝
０．７０で光電変換効率はη＝８．６％であり、特性劣
化が抑えられた。
電圧特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似
太陽光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝２０ｍＡ／ｃ
ｍ2、開放電圧ＶＯＣ＝０．６９Ｖ、フィルファクター
ＦＦ＝０．７１で光電変換効率はη＝９．８％であっ
た。更に以上の色素増感太陽電池を２５℃に保ちながら
カーボンアーク光に３６０時間照射した後、電流−電圧
特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽
光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝１８ｍＡ／ｃｍ2、開
放電圧ＶＯＣ＝０．６８Ｖ、フィルファクターＦＦ＝
０．７０で光電変換効率はη＝８．６％であり、特性劣
化が抑えられた。
【００３５】＜実施例３＞図１の層構成の色素増感太陽
電池１１を次のように作製した。まず、光電極９は、基
材１としてＰＥＴ（５０μｍ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）を実施
例２と同様の方法により形成した。この時のインジウム
錫酸化物層の膜厚は２８０ｎｍであった。以上で得られ
た透明導電性基材上に、金属酸化物半導体層３として酸
化ニオブを形成した。酸化ニオブは水酸化ニオブを水熱
分解することにより酸化ニオブゾルを合成し、得られた
酸化ニオブゾルを前記透明導電層上に塗布した後、乾燥
し、０．１Ｐａの圧力下、基板を１００℃に加熱しなが
ら酸素プラズマ処理することにより形成した。以上で得
られた積層体は８０℃程度まで冷却した後、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
た後、水及びエタノール洗浄、及び乾燥を行うことによ
り、光電極９を得た。続いて以上の光電極９上に電荷輸
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。
対極１０は、実施例１と同様のものを用いて、実施例１
と同様に光電極９とラミネート、封止を行うことにより
色素増感太陽電池を得た。
電池１１を次のように作製した。まず、光電極９は、基
材１としてＰＥＴ（５０μｍ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）を実施
例２と同様の方法により形成した。この時のインジウム
錫酸化物層の膜厚は２８０ｎｍであった。以上で得られ
た透明導電性基材上に、金属酸化物半導体層３として酸
化ニオブを形成した。酸化ニオブは水酸化ニオブを水熱
分解することにより酸化ニオブゾルを合成し、得られた
酸化ニオブゾルを前記透明導電層上に塗布した後、乾燥
し、０．１Ｐａの圧力下、基板を１００℃に加熱しなが
ら酸素プラズマ処理することにより形成した。以上で得
られた積層体は８０℃程度まで冷却した後、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
た後、水及びエタノール洗浄、及び乾燥を行うことによ
り、光電極９を得た。続いて以上の光電極９上に電荷輸
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。
対極１０は、実施例１と同様のものを用いて、実施例１
と同様に光電極９とラミネート、封止を行うことにより
色素増感太陽電池を得た。
【００３６】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、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似
太陽光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝２０ｍＡ／ｃ
ｍ2、開放電圧ＶＯＣ＝０．７０Ｖ、フィルファクター
ＦＦ＝０．６９で光電変換効率はη＝９．６％であっ
た。更に以上の色素増感太陽電池を２５℃に保ちながら
カーボンアーク光に３６０時間照射した後、電流−電圧
特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽
光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝ １９ｍＡ／ｃｍ２、
開放電圧ＶＯＣ＝０．６９Ｖ、フィルファクターＦＦ＝
０．６９で光電変換効率はη＝９．０％であり、特性劣
化が抑えられた。
電圧特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似
太陽光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝２０ｍＡ／ｃ
ｍ2、開放電圧ＶＯＣ＝０．７０Ｖ、フィルファクター
ＦＦ＝０．６９で光電変換効率はη＝９．６％であっ
た。更に以上の色素増感太陽電池を２５℃に保ちながら
カーボンアーク光に３６０時間照射した後、電流−電圧
特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽
光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝ １９ｍＡ／ｃｍ２、
開放電圧ＶＯＣ＝０．６９Ｖ、フィルファクターＦＦ＝
０．６９で光電変換効率はη＝９．０％であり、特性劣
化が抑えられた。
【００３７】＜比較例＞図１の層構成の色素増感太陽電
池１１を次のように作製した。まず、光電極９は、基材
１としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ
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。この際、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を用
い、出力２．５Ｗ／ｃｍ2、成膜圧力０．６Ｐａ、酸素
／アルゴン比０．００１、基材温度３００℃の条件下で
成膜した。この時のインジウム錫酸化物層の膜厚は２６
０ｎｍであった。得られたインジウム錫酸化物被覆ガラ
スの光線透過率を図５に示した。その他の層は実施例１
と同様に成膜した。以上の光電極９及び対向電極１０は
実施例１とラミネート、封止を行うことにより色素増感
太陽電池を得た。
池１１を次のように作製した。まず、光電極９は、基材
１としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ
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。この際、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を用
い、出力２．５Ｗ／ｃｍ2、成膜圧力０．６Ｐａ、酸素
／アルゴン比０．００１、基材温度３００℃の条件下で
成膜した。この時のインジウム錫酸化物層の膜厚は２６
０ｎｍであった。得られたインジウム錫酸化物被覆ガラ
スの光線透過率を図５に示した。その他の層は実施例１
と同様に成膜した。以上の光電極９及び対向電極１０は
実施例１とラミネート、封止を行うことにより色素増感
太陽電池を得た。
【００３８】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、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似
太陽光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝２３ｍＡ／ｃ
ｍ2、開放電圧ＶＯＣ＝０．６８Ｖ、フィルファクター
ＦＦ＝０．７０で光電変換効率はη＝１０．９％であっ
た。更に以上の色素増感太陽電池を２５℃に保ちながら
カーボンアーク光に３６０時間照射した後、電流−電圧
特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽
光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝３ｍＡ／ｃｍ2、開放
電圧ＶＯＣ＝０．６９Ｖ、フィルファクターＦＦ＝０．
３５で光電変換効率はη＝０．７％であり、特性劣化が
観察された。接着剤の破損による電荷輸送層の漏れが観
察された。
電圧特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似
太陽光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝２３ｍＡ／ｃ
ｍ2、開放電圧ＶＯＣ＝０．６８Ｖ、フィルファクター
ＦＦ＝０．７０で光電変換効率はη＝１０．９％であっ
た。更に以上の色素増感太陽電池を２５℃に保ちながら
カーボンアーク光に３６０時間照射した後、電流−電圧
特性を測定したところ、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽
光を用いた時、短絡電流ＪＳＣ＝３ｍＡ／ｃｍ2、開放
電圧ＶＯＣ＝０．６９Ｖ、フィルファクターＦＦ＝０．
３５で光電変換効率はη＝０．７％であり、特性劣化が
観察された。接着剤の破損による電荷輸送層の漏れが観
察された。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、基板及び透明導電層を
合わせた部分、または対向電極の基板及び導電層及び／
または導電性触媒層を合わせた部分、の光線透過率が４
００ｎｍ以下の波長において８０％以下であることによ
り、金属酸化物半導体の光触媒効果を防ぎ、接着剤、粘
着剤、色素、基材等の含有有機物の分解を防ぐことがで
きる。その結果、光電変換率、発電寿命の低下のない色
素増感太陽電池が提供できる。
合わせた部分、または対向電極の基板及び導電層及び／
または導電性触媒層を合わせた部分、の光線透過率が４
００ｎｍ以下の波長において８０％以下であることによ
り、金属酸化物半導体の光触媒効果を防ぎ、接着剤、粘
着剤、色素、基材等の含有有機物の分解を防ぐことがで
きる。その結果、光電変換率、発電寿命の低下のない色
素増感太陽電池が提供できる。
【００４０】
【図１】本発明における色素増感太陽電池の層構成図の
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
【図２】実施例１に記載の光電極透明導電性ガラスの透
過特性を示すグラフである。
過特性を示すグラフである。
【図３】実施例２及び３に記載の光電極透明導電性ＰＥ
Ｔの透過特性を示すグラフである。
Ｔの透過特性を示すグラフである。
【図４】実施例２に記載の対向電極透明導電性ＰＥＴの
透過特性を示すグラフである。
透過特性を示すグラフである。
【図５】比較例に記載の光電極透明導電性ガラスの透過
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
１ 基材
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 透明導電層
８ 基材
９ 光電極
１０ 対向電極
１１ 色素増感太陽電池
Claims (5)
- 【請求項１】少なくとも基板上に透明導電層、色素を吸
着させた多孔質の金属酸化物半導体層、電荷輸送層、導
電性触媒層及び／または導電層を順に形成してなる色素
増感太陽電池において、前記基板及び透明導電層を合わ
せた部分の光線透過率が４００ｎｍ以下の波長において
８０％以下であることを特徴とする色素増感太陽電池。 - 【請求項２】少なくとも基板上に透明導電層、色素を吸
着させた多孔質の金属酸化物半導体層を形成してなる光
電極と、これに相対した基板上に導電層及び／または導
電性触媒層を形成してなる対向電極と、前記光電極及び
前記対向電極の間に電荷輸送層を形成してなる色素増感
太陽電池において、前記対向電極の基板及び導電層及び
／または導電性触媒層を合わせた部分の光線透過率が４
００ｎｍ以下の波長において８０％以下であることを特
徴とする色素増感太陽電池。 - 【請求項３】前記金属酸化物半導体層を形成している前
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。 - 【請求項４】前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。 - 【請求項５】前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。
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2001
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