JP2003051344A - Manufacturing method for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element - Google Patents

Manufacturing method for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element

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JP2003051344A
JP2003051344A JP2001238351A JP2001238351A JP2003051344A JP 2003051344 A JP2003051344 A JP 2003051344A JP 2001238351 A JP2001238351 A JP 2001238351A JP 2001238351 A JP2001238351 A JP 2001238351A JP 2003051344 A JP2003051344 A JP 2003051344A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a dye-sensitized photoelectric conversion element showing excellent conversion efficiency, the photoelectric conversion element manufactured by the method, and a photocell using the photoelectric conversion element. SOLUTION: In this manufacturing method for the photoelectric conversion element having a conductive support body and a layer of semiconductor fine particles with adsorbed dye, the semiconductor fine particle is treated by a compound represented by the following formula: (A1 -L)n1 -A2 .M (wherein, A1 is a group with a negative charge; A2 is a basic group; M is a cation neutralizing the negative charge of (A1 -L)n1 -A2 ; L is a divalent bonding group or a mere bond; and n1 is an integer of 1-3).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光電変換素子の作成
方法に関し、詳しくは色素で増感した半導体微粒子を用
いた光電変換素子の作成方法、この方法で作成した光電
変換素子、並びにこの光電変換素子を用いた光電池に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a photoelectric conversion element, and more particularly to a method for producing a photoelectric conversion element using dye-sensitized semiconductor fine particles, a photoelectric conversion element produced by this method, and this photoelectric conversion. The present invention relates to a photovoltaic cell using an element.

【0002】[0002]

【従来の技術】光電変換素子は各種光センサー、複写
機、光発電装置等に用いられている。光電変換素子には
金属を用いたもの、半導体を用いたもの、有機顔料や色
素を用いたもの、或いはこれらを組み合わせたもの等の
様々な方式が実用化されている。
2. Description of the Related Art Photoelectric conversion elements are used in various optical sensors, copying machines, photovoltaic devices, and the like. Various types of photoelectric conversion elements such as those using metals, those using semiconductors, those using organic pigments and dyes, and those combining these have been put into practical use.

【0003】米国特許4927721号、同4684537号、同5084
365号、同5350644号、同5463057号、同5525440号、WO98
/50393号、特開平7-249790号及び特表平10-504521号に
は、色素によって増感した半導体微粒子を用いた光電変
換素子(以下、「色素増感光電変換素子」と称する)並
びにこれを作成するための材料及び製造技術が開示され
ている。この色素増感光電変換素子の利点は、二酸化チ
タン等の安価な酸化物半導体を高純度に精製することな
く用いることができるため比較的安価に製造できる点に
ある。しかしながら、このような光電変換素子は変換効
率が必ずしも十分に高いとは限らず、なお一層の変換効
率向上が望まれている。
US Pat. Nos. 4,927,721, 4,884,537, and 5084.
365, 5350644, 5463057, 5525440, WO98
/ 50393, JP-A-7-249790 and JP-A-10-504521, a photoelectric conversion element using semiconductor fine particles sensitized by a dye (hereinafter, referred to as "dye-sensitized photoelectric conversion element") and this The materials and manufacturing techniques for making the are disclosed. The advantage of this dye-sensitized photoelectric conversion element is that an inexpensive oxide semiconductor such as titanium dioxide can be used without purification to a high degree of purity, so that it can be manufactured relatively inexpensively. However, such a photoelectric conversion element does not always have sufficiently high conversion efficiency, and further improvement in conversion efficiency is desired.

【0004】また、特開平1-220380号には、色素の吸着
した半導体微粒子をt-ブチルピリジンで後処理すること
によって、色素増感光電変換素子の変換効率が向上する
ことが記載されている。しかしながら、この光電変換素
子も変換効率が必ずしも十分に高いとは限らない。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 1-220380 describes that the conversion efficiency of a dye-sensitized photoelectric conversion element is improved by post-treating semiconductor particles having a dye adsorbed thereon with t-butylpyridine. . However, this photoelectric conversion element also does not always have sufficiently high conversion efficiency.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、優れ
た変換効率を示す色素増感光電変換素子の作成方法、こ
の方法で作成した光電変換素子、並びにこの光電変換素
子を用いた光電池を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element exhibiting excellent conversion efficiency, a photoelectric conversion element prepared by this method, and a photovoltaic cell using this photoelectric conversion element. Is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の光電変換素子の
作成方法は、色素が吸着した半導体微粒子の層と導電性
支持体とを有する光電変換素子を作成する方法であり、
半導体微粒子を下記一般式(I)で表される化合物で処理
することを特徴とする。 (A1-L)n1-A2・M ・・・(I) 一般式(I)中、A1は負電荷を有する基を表し、A2は塩基
性基を表し、Mは(A1-L)n1-A2の負電荷を中和するカチオ
ンを表し、Lは2価連結基又は単なる結合を表し、n1は
1〜3の整数を表す。
The method for producing a photoelectric conversion element of the present invention is a method for producing a photoelectric conversion element having a layer of semiconductor fine particles on which a dye is adsorbed and a conductive support,
It is characterized in that semiconductor fine particles are treated with a compound represented by the following general formula (I). (A 1 -L) n 1 -A 2 · M (I) In the general formula (I), A 1 represents a group having a negative charge, A 2 represents a basic group, and M represents (A 1 -L) represents a cation to neutralize the negative charge of n1 -A 2, L represents a divalent linking group or a single bond, n1 represents an integer of 1 to 3.

【0007】上記一般式(I)中、A1はN-を有するのが好
ましく、A2はピリジル基であるのが特に好ましい。
In the above general formula (I), A 1 preferably has N and A 2 is particularly preferably a pyridyl group.

【0008】本発明の光電変換素子の作成方法において
は、半導体微粒子を一般式(I)で表される化合物と下記
一般式(II)で表される化合物で処理することが好まし
い。
In the method for producing a photoelectric conversion element of the present invention, it is preferable to treat semiconductor particles with a compound represented by the general formula (I) and a compound represented by the following general formula (II).

【化2】 一般式(II)中、Xは酸素原子、硫黄原子、セレン原子又
はNR3を表し、R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子、脂
肪族炭化水素基、アリール基、ヘテロ環基、-OR4、-N(R
5)(R6)、-C(=O)R7、-C(=S)R8又はSO2R9を表し、Yは水素
原子、脂肪族炭化水素基、アリール基、ヘテロ環基、-O
R4、-N(R5)(R6)又は-SR10を表す。また、R3は水素原
子、脂肪族炭化水素基、ヒドロキシ基又はアルコキシ基
を表し、R4は水素原子又は脂肪族炭化水素基を表し、R5
及びR6はR1及びR2と同義であり、R7、R8及びR9はYと同
義であり、R10はR4と同義である。
[Chemical 2] In the general formula (II), X represents an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR 3 , R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an aryl group, a heterocyclic group, -OR 4 , -N (R
5) (R 6), - C (= O) R 7, -C (= S) represents R 8 or SO 2 R 9, Y is a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an aryl group, a heterocyclic group, -O
Represents R 4 , -N (R 5 ) (R 6 ) or -SR 10 . R 3 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, a hydroxy group or an alkoxy group, R 4 represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group, R 5
And R 6 have the same meaning as R 1 and R 2 , R 7 , R 8 and R 9 have the same meaning as Y, and R 10 has the same meaning as R 4 .

【0009】上記一般式(II)中、Xは酸素原子を表すの
が好ましく、Yは-N(R5)(R6)を表すのが特に好ましい。
また、一般式(II)で表される化合物は-Si(R11)(R12)(R
13)で表される置換基を有するのが特に好ましい。ただ
し、R11、R12及びR13はそれぞれ独立にヒドロキシ基、
アルキルオキシ基、イソシアネート基、ハロゲン原子又
は脂肪族炭化水素基を表し、R11、R12及びR13のうち少
なくとも1つはアルキルオキシ基、イソシアネート基又
はハロゲン原子である。
In the general formula (II), X preferably represents an oxygen atom, and Y particularly preferably represents -N (R 5 ) (R 6 ).
Further, the compound represented by the general formula (II) is -Si (R 11 ) (R 12 ) (R
It is particularly preferable to have a substituent represented by 13 ). However, R 11 , R 12 and R 13 are each independently a hydroxy group,
It represents an alkyloxy group, an isocyanate group, a halogen atom or an aliphatic hydrocarbon group, and at least one of R 11 , R 12 and R 13 is an alkyloxy group, an isocyanate group or a halogen atom.

【0010】半導体微粒子に色素を吸着させた後に、一
般式(I)で表される化合物及び/又は一般式(II)で表さ
れる化合物で処理することが特に好ましい。また色素は
ルテニウム錯体色素であるのが特に好ましい。
After adsorbing the dye on the semiconductor fine particles, it is particularly preferable to treat with the compound represented by the general formula (I) and / or the compound represented by the general formula (II). The dye is particularly preferably a ruthenium complex dye.

【0011】本発明の光電変換素子は上記本発明の作成
方法で作成されることを特徴とし、本発明の光電池は該
光電変換素子からなる。
The photoelectric conversion element of the present invention is characterized by being manufactured by the above-described manufacturing method of the present invention, and the photovoltaic cell of the present invention comprises the photoelectric conversion element.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の光電変換素子の作成方法
は感光層と導電性支持体とを有する光電変換素子を作成
する方法であり、感光層は色素が吸着した半導体微粒子
からなる。本発明の方法ではこの半導体微粒子を後述す
る一般式(I)で表される化合物で処理することにより、
光電変換素子の変換効率を改善する。また本発明では、
半導体微粒子を一般式(I)で表される化合物と後述する
一般式(II)で表される化合物で処理することが好まし
い。以下本発明では、一般式(I)で表される化合物を
「化合物(I)」と称し、一般式(II)で表される化合物を
「化合物(II)」と称する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for producing a photoelectric conversion element of the present invention is a method for producing a photoelectric conversion element having a photosensitive layer and a conductive support, and the photosensitive layer is composed of semiconductor fine particles to which a dye is adsorbed. In the method of the present invention, by treating the semiconductor fine particles with a compound represented by the general formula (I) described later,
The conversion efficiency of the photoelectric conversion element is improved. In the present invention,
It is preferable to treat the semiconductor fine particles with the compound represented by the general formula (I) and the compound represented by the general formula (II) described later. Hereinafter, in the present invention, the compound represented by the general formula (I) is referred to as "compound (I)", and the compound represented by the general formula (II) is referred to as "compound (II)".

【0013】[I]化合物(I) 一般式(I)を以下に示す。 (A1-L)n1-A2・M ・・・(I)[I] Compound (I) The general formula (I) is shown below. (A 1 -L) n1 -A 2・ M ・ ・ ・ (I)

【0014】一般式(I)中、A1は負電荷を有する基を表
す。負電荷は局在化していても非局在化していてもよ
く、その価数は特に限定されない。その例としては、酸
素原子上に負電荷を有する基(-SO3 -、-CO2 -、-PO3 2-
-O-等)、窒素原子上に負電荷を有する基(RSO2N--、RS
O2N-SO2-、RCON--、RCON-CO-、RSO2N-CO-、RR'PON--、R
R'PON-CO-等)、硫黄原子上に負電荷を有する基(-SO2S
-、-S(=O)2 -、-S-等)、炭素原子上に負電荷を有する基
(RCOCH-CO-等)、リン原子上に電荷を有する基(RCOP-
-等)等が挙げられる。A1は窒素原子上に負電荷を有す
る基であるのが好ましく、即ち、A1はN-を有するのが好
ましい。A1はより好ましくはRSO2N--、RSO2N-SO2-、RCO
N--、RCON-CO-又はRSO2N-CO-であり、特に好ましくはRS
O2N--である。
In the general formula (I), A 1 represents a group having a negative charge. The negative charge may be localized or delocalized, and its valence is not particularly limited. Examples thereof include groups having a negative charge on oxygen atom (-SO 3 -, -CO 2 - , -PO 3 2-,
-O -, etc.), a group having a negative charge on the nitrogen atom (RSO 2 N - -, RS
O 2 N - SO 2 -, RCON - -, RCON - CO-, RSO 2 N - CO-, RR'PON - -, R
R'PON - CO-, etc.), groups having a negative charge on the sulfur atom (-SO 2 S
-, -S (= O) 2 -, -S - , etc.), a group having a negative charge on the carbon atom (RCOCH - CO-, etc.), a group having a charge on the phosphorus atom (RCOP -
-Etc.) Etc. A 1 is preferably a group having a negative charge on the nitrogen atom, ie A 1 preferably has N . A 1 is more preferably RSO 2 N - -, RSO 2 N - SO 2 -, RCO
N - -, RCON - CO- or RSO 2 N - is CO-, particularly preferably RS
O 2 N - - a.

【0015】なお、上記R及びR'はそれぞれ水素原子又
は置換基を表し、互いに同じであっても異なっていても
よく、該置換基の例としては脂肪族炭化水素基、アリー
ル基、ヘテロ環基、アミノ基、ヒドロキシ基、アルキル
オキシ基等が挙げられる。R及びR'が表す脂肪族炭化水
素基の具体例としては、炭素数1〜18の直鎖又は分岐の
無置換アルキル基(メチル基、エチル基、i-プロピル
基、n-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、2-ペンチ
ル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、t-オクチル基、2-
エチルヘキシル基、1,5-ジメチルヘキシル基、n-デシル
基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基、n-ヘキサデシル
基、n-オクタデシル基等)、炭素数1〜18の直鎖又は分
岐の置換アルキル基(トリフルオロメチル基、トリフル
オロエチル基、テトラフルオロエチル基、ペンタフルオ
ロエチル基、パーフルオロブチル基、メトキシカルボニ
ルメチル基、n-ブトキシプロピル基、メトキシエトキシ
エチル基、ポリエトキシエチル基、アセチルオキシエチ
ル基、メチルチオプロピル基、3-(N-エチルウレイド)プ
ロピル基等)、炭素数3〜18の置換又は無置換の環状ア
ルキル基(シクロプロピル基、シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、シ
クロドデシル基等)、炭素数2〜16のアルケニル基(ア
リル基、2-ブテニル基、3-ペンテニル基等)、炭素数2
〜10のアルキニル基(プロパルギル基、3-ペンチニル基
等)、炭素数6〜16のアラルキル基(ベンジル基等)等
が挙げられる。R及びR'が表すアリール基の具体例とし
ては、炭素数6〜20の置換又は無置換のフェニル基(フ
ェニル基、メチルフェニル基、オクチルフェニル基、シ
アノフェニル基、エトキシカルボニルフェニル基、トリ
フルオロメチルフェニル基、ペンタフルオロフェニル
基、メトキシカルボニルフェニル基、ブトキシフェニル
基等)、置換又は無置換のナフチル基(ナフチル基、4-
スルホナフチル基等)等が挙げられる。R及びR'が表す
ヘテロ環基の具体例としては、置換又は無置換の含窒素
ヘテロ5員環基、置換又は無置換の含窒素ヘテロ6員環
基(トリアジノ基等)、フリル基、チオフリル基等が挙
げられる。R及びR'が表すアミノ基の具体例としては、
ジメチルアミノ基等が挙げられる。R及びR'が表すアル
キルオキシ基の具体例としては、エチルオキシ基、メチ
ルオキシ基等が挙げられる。これらの中で、R及びR'は
それぞれ置換又は無置換のアルキル基、或いは置換又は
無置換のフェニル基であるのが好ましく、少なくとも1
つのフッ素原子で置換されたアルキル基であるのが特に
好ましい。
R and R'represent a hydrogen atom or a substituent, which may be the same or different, and examples of the substituent include an aliphatic hydrocarbon group, an aryl group and a heterocycle. Group, amino group, hydroxy group, alkyloxy group and the like. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R and R ′ include a linear or branched unsubstituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms (methyl group, ethyl group, i-propyl group, n-propyl group, n -Butyl group, t-butyl group, 2-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, t-octyl group, 2-
(Ethylhexyl group, 1,5-dimethylhexyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-hexadecyl group, n-octadecyl group, etc.), C1-C18 linear or branched substitution Alkyl group (trifluoromethyl group, trifluoroethyl group, tetrafluoroethyl group, pentafluoroethyl group, perfluorobutyl group, methoxycarbonylmethyl group, n-butoxypropyl group, methoxyethoxyethyl group, polyethoxyethyl group, acetyl Oxyethyl group, methylthiopropyl group, 3- (N-ethylureido) propyl group, etc.), a substituted or unsubstituted cyclic alkyl group having 3 to 18 carbon atoms (cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, Adamantyl group, cyclododecyl group, etc.), alkenyl group having 2 to 16 carbon atoms (allyl group, 2-butenyl group, 3-pentane group) Thenyl group), 2 carbon atoms
To alkynyl groups (propargyl group, 3-pentynyl group, etc.), aralkyl groups having 6 to 16 carbon atoms (benzyl group, etc.) and the like. Specific examples of the aryl group represented by R and R'include a substituted or unsubstituted phenyl group having 6 to 20 carbon atoms (phenyl group, methylphenyl group, octylphenyl group, cyanophenyl group, ethoxycarbonylphenyl group, trifluoro group). Methylphenyl group, pentafluorophenyl group, methoxycarbonylphenyl group, butoxyphenyl group, etc.), substituted or unsubstituted naphthyl group (naphthyl group, 4-
Sulfonaphthyl group) and the like. Specific examples of the heterocyclic group represented by R and R ′ include a substituted or unsubstituted nitrogen-containing hetero 5-membered ring group, a substituted or unsubstituted nitrogen-containing hetero 6-membered ring group (triazino group, etc.), a furyl group, and thiofuryl. Groups and the like. Specific examples of the amino group represented by R and R ′ include:
Examples thereof include a dimethylamino group. Specific examples of the alkyloxy group represented by R and R ′ include an ethyloxy group and a methyloxy group. Of these, R and R ′ are preferably a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted phenyl group, and at least 1
Particularly preferred is an alkyl group substituted with one fluorine atom.

【0016】一般式(I)中、A2は塩基性基を表す。ここ
で塩基性基とは、それに水素を付加してなる化合物の共
役酸のpKaが3〜15である基をいう。ただし当該pKaは25
℃でのテトラヒドロフラン(THF)及び水の混合溶媒(T
HF:水=1:1)中での値である。A2に水素を付加して
なる化合物の共役酸のpKaは好ましくは4〜14、より好
ましくは5〜13である。この塩基性基の例としては、ピ
リジル基、イミダゾリル基、アミノ基、グアニジノ基、
ヒドラジノ基等が挙げられる。中でも、ピリジル基、イ
ミダゾリル基及びアミノ基が好ましく、ピリジル基が特
に好ましい。これらの塩基性基は(A1-L)n1-以外の置換
基を有していてもよい。
In the general formula (I), A 2 represents a basic group. Here, the basic group means a group in which the pKa of the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen thereto is 3 to 15. However, the pKa is 25
Tetrahydrofuran (THF) and water mixed solvent (T
Values in HF: water = 1: 1). The pKa of the conjugate acid of the compound obtained by adding hydrogen to A 2 is preferably 4 to 14, more preferably 5 to 13. Examples of this basic group include a pyridyl group, an imidazolyl group, an amino group, a guanidino group,
Examples thereof include a hydrazino group. Of these, a pyridyl group, an imidazolyl group and an amino group are preferable, and a pyridyl group is particularly preferable. These basic groups may have a substituent other than (A 1 -L) n 1- .

【0017】一般式(I)中、Mは(A1-L)n1-A2の負電荷を
中和するカチオンを表す。該カチオンの例としては、ア
ルカリ金属カチオン(リチウムカチオン、ナトリウムカ
チオン、カリウムカチオン、ルビジウムカチオン、セシ
ウムカチオン等)、アルカリ土類金属カチオン(マグネ
シウムカチオン、カルシウムカチオン、ストロンチウム
カチオン等)、置換又は無置換のアンモニウムカチオン
(無置換アンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウ
ムカチオン、テトラメチルアンモニウムカチオン、テト
ラ-n-ブチルアンモニウムカチオン、テトラ-n-ヘキシル
アンモニウムカチオン、エリルトリメチルアンモニウム
カチオン等)、置換又は無置換のイミダゾリウムカチオ
ン(1,3-ジメチルイミダゾリウムカチオン、1-エチル-3
-メチルイミダゾリウムカチオン、1-ブチル-3-メチルイ
ミダゾリウムカチオン、2,3-ジメチル-1-プロピルイミ
ダゾリウムカチオン等)、置換又は無置換のピリジニウ
ムカチオン(N-メチルピリジニウムカチオン、4-フェニ
ルピリジニウムカチオン等)等が挙げられる。Mは好ま
しくはアルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオ
ン、4級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオ
ン又はピリジニウムカチオンであり、より好ましくはア
ルカリ金属カチオン又はイミダゾリウムカチオンであ
り、特に好ましくはリチウムカチオン又は1,3-ジアルキ
ルイミダゾリウムカチオンである。なお、Mはカチオン
の種類及び数を表すものであり、例えば、(A1-L)n1-A2
が有する負電荷の総価数が1であり、カチオンの種類が
Mg2+である場合は、Mは「1/2(Mg2+)」である。
In the general formula (I), M represents a cation that neutralizes the negative charge of (A 1 -L) n 1 -A 2 . Examples of the cations include alkali metal cations (lithium cation, sodium cation, potassium cation, rubidium cation, cesium cation, etc.), alkaline earth metal cations (magnesium cation, calcium cation, strontium cation, etc.), substituted or unsubstituted. Ammonium cation (unsubstituted ammonium cation, triethylammonium cation, tetramethylammonium cation, tetra-n-butylammonium cation, tetra-n-hexylammonium cation, eryltrimethylammonium cation, etc.), substituted or unsubstituted imidazolium cation (1 , 3-Dimethylimidazolium cation, 1-ethyl-3
-Methylimidazolium cation, 1-butyl-3-methylimidazolium cation, 2,3-dimethyl-1-propylimidazolium cation, etc.), substituted or unsubstituted pyridinium cation (N-methylpyridinium cation, 4-phenylpyridinium) Cation etc.) and the like. M is preferably an alkali metal cation, an alkaline earth metal cation, a quaternary ammonium cation, an imidazolium cation or a pyridinium cation, more preferably an alkali metal cation or an imidazolium cation, and particularly preferably a lithium cation or 1,3. -A dialkyl imidazolium cation. In addition, M represents the type and number of cations, for example, (A 1 -L) n 1 -A 2
Has a total negative charge of 1, and the type of cation
When it is Mg 2+ , M is “1/2 (Mg 2+ )”.

【0018】一般式(I)中、Lは2価連結基又は単なる結
合を表す。2価連結基の例としては、炭素数1〜18の置
換又は無置換の直鎖又は分岐のアルキレン基(メチレン
基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、
イソプロピレン基、テトラフルオロエチレン基等)、炭
素数1〜18のオキシアルキレン基(-CH2CH2OCH2CH2-、-
CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2-等)、炭素数1〜18のアルキレ
ンオキシ及びフェニレンオキシ基(-CH2CH2O-、-CH2CH2
CH2O-、-CH2CH2OCH2CH2O-、-PhO-等)、炭素数1〜18の
アルキレンアミノ基及びフェニレンアミノ基(-(CH2C
H2)2N-、-(OCH2CH 2)2N-、-PhNH-等)、炭素数1〜18の
アルキレンチオ基又はフェニレンチオ基(-CH2CH2S-、-
CH2CH2CH2S-、-CH2CH2OCH2CH2CH2S-、-PhS-等)、炭素
数6〜20の置換又は無置換のフェニレン基、スルファモ
イル連結基(-SO2NH-)、カルバモイル連結基(-CONH
-)、アミド連結基(-NHCO-)、スルホンアミド連結基
(-NHSO2-)、ウレイド連結基(-NHCONH-)、チオウレ
イド連結基(-NHCSNH-)、ウレタン連結基(-OCONH
-)、チオウレタン連結基(-OCSNH-)、オキシカルボニ
ル連結基(-OCO-)、カルボニルオキシ連結基(-CO
2-)、ヘテロ環連結基、これらの組み合わせ等が挙げら
れる。Lは炭素数1〜6のアルキレン基又は単なる結合
であるのが好ましく、単なる結合であるのが特に好まし
い。
In the general formula (I), L is a divalent linking group or a simple linking group.
Represents a match. Examples of the divalent linking group include a group having 1 to 18 carbon atoms.
A substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group (methylene
Group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group,
Isopropylene group, tetrafluoroethylene group, etc.), charcoal
Oxyalkylene group having a prime number of 1 to 18 (-CH2CH2OCH2CH2-,-
CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2-Etc.), Alkille having 1 to 18 carbon atoms
And phenyleneoxy groups (-CH2CH2O-, -CH2CH2
CH2O-, -CH2CH2OCH2CH2O-, -PhO-, etc.), having 1 to 18 carbon atoms
Alkyleneamino group and phenyleneamino group (-(CH2C
H2)2N-,-(OCH2CH 2)2N-, -PhNH-, etc.), having 1 to 18 carbon atoms
Alkylenethio group or phenylenethio group (-CH2CH2S-,-
CH2CH2CH2S-, -CH2CH2OCH2CH2CH2S-, -PhS-, etc.), carbon
Substituted or unsubstituted phenylene group of formula 6 to 20, sulfamo
Yl linking group (-SO2NH-), carbamoyl linking group (-CONH
-), Amide linking group (-NHCO-), sulfonamide linking group
(-NHSO2-), Ureido linking group (-NHCONH-), thioure
Id linking group (-NHCSNH-), urethane linking group (-OCONH
-), Thiourethane linking group (-OCSNH-), oxycarboni
Linking group (-OCO-), carbonyloxy linking group (-CO
2-), Heterocyclic linking groups, combinations thereof, and the like.
Be done. L is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a simple bond
Is preferred, and a simple bond is particularly preferred.
Yes.

【0019】一般式(I)中、(A1-L)の数を示すn1は1〜
3の整数である。n1は1であるのが好ましい。
In the general formula (I), n1 representing the number of (A 1 -L) is 1 to
It is an integer of 3. n1 is preferably 1.

【0020】一般式(I)において、A1が窒素原子上に負
電荷を有する基であり、A2がピリジル基、イミダゾリル
基又はアミノ基であり、Mがアルカリ金属カチオン又は
イミダゾリウムカチオンであり、Lが単なる結合であ
り、且つn1が1であることが好ましい。更に、A1がR1SO
2N--(R1は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたア
ルキル基を表す)であり、A2がピリジル基であり、Mが
リチウムカチオン又はイミダゾリウムカチオンであり、
Lが単なる結合であり、且つn1が1であることが特に好
ましい。
In the general formula (I), A 1 is a group having a negative charge on the nitrogen atom, A 2 is a pyridyl group, an imidazolyl group or an amino group, M is an alkali metal cation or an imidazolium cation. , L are simple bonds and n1 is 1. Furthermore, A 1 is R 1 SO
2 N - - a (R 1 represents at least one alkyl group substituted with a fluorine atom), A 2 is a pyridyl group, M is a lithium cation or an imidazolium cation,
It is especially preferred that L is a bond and n1 is 1.

【0021】化合物(I)の具体例を以下に示すが、本発
明はこれらに限定されない。
Specific examples of the compound (I) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0022】[0022]

【化3】 [Chemical 3]

【0023】[0023]

【化4】 [Chemical 4]

【0024】[0024]

【化5】 [Chemical 5]

【0025】[0025]

【化6】 [Chemical 6]

【0026】[0026]

【化7】 [Chemical 7]

【0027】[0027]

【化8】 [Chemical 8]

【0028】化合物(I)は公知の方法を適用して容易に
合成することができる。例えばA1がN -を有する基である
場合、アミン又はアミドと求電子試剤(酸ハロゲン化
物、酸無水物、ハロゲン化アルキル、ハロゲン置換ヘテ
ロ環化合物等)の求核置換反応、アミン又はアミドと酸
(カルボン酸等)との縮合反応等によりアミドやイミド
等を調製し、これに塩基(アルカリ金属の水酸化物等)
を添加したりカチオン交換を行って塩を形成することに
よって、化合物(I)を簡便かつ高収率で得ることができ
る。
Compound (I) can be easily prepared by applying a known method.
Can be synthesized. For example, A1Is N -Is a group having
In case of amine or amide and electrophile (acid halogenation
Compounds, acid anhydrides, alkyl halides, halogen-substituted hete
Ring compounds, etc.), nucleophilic substitution reactions, amines or amides and acids
Amides and imides due to condensation reaction with (carboxylic acids, etc.)
Etc. and prepare a base (hydroxide of alkali metal, etc.)
Addition of cations and cation exchange to form salts
Therefore, compound (I) can be obtained easily and in high yield.
It

【0029】[II]化合物(II) 本発明の光電変換素子の作成方法においては、半導体微
粒子を化合物(I)と下記一般式(II)で表される化合物(I
I)で処理することが好ましい。
[II] Compound (II) In the method for producing a photoelectric conversion element of the present invention, semiconductor fine particles are combined with compound (I) and compound (I) represented by the following general formula (II).
Treatment with I) is preferred.

【化9】 [Chemical 9]

【0030】一般式(II)中、Xは酸素原子、硫黄原子、
セレン原子又はNR3を表す。R3は水素原子、脂肪族炭化
水素基、ヒドロキシ基又はアルコキシ基を表し、R3で表
される脂肪族炭化水素基としては炭素数1〜10の置換又
は無置換の直鎖、分岐、又は環状のアルキル基(例えば
メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、シ
クロヘキシル基、カルボキシメチル基等)等が挙げら
れ、アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、i-
プロピルオキシ基等が挙げられる。
In the general formula (II), X is an oxygen atom, a sulfur atom,
Represents a selenium atom or NR 3 . R 3 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, a hydroxy group or an alkoxy group, and as the aliphatic hydrocarbon group represented by R 3 , a substituted or unsubstituted straight chain having 1 to 10 carbon atoms, branched, or Examples thereof include cyclic alkyl groups (eg, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, cyclohexyl group, carboxymethyl group, etc.), and alkoxy groups include methoxy group, ethoxy group, i-
Examples include propyloxy group and the like.

【0031】一般式(II)中、R1及びR2はそれぞれ独立に
水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基、ヘテロ環
基、-OR4、-N(R5)(R6)、-C(=O)R7、-C(=S)R8又はSO2R9
を表す。ここで、R4及びR10はそれぞれ水素原子又は脂
肪族炭化水素基を表し、R5及びR 6はR1及びR2と同義であ
り、R7、R8及びR9は後に述べるYと同義である。
In the general formula (II), R1And R2Each independently
Hydrogen atom, aliphatic hydrocarbon group, aryl group, heterocycle
Group, -ORFour, -N (RFive) (R6), -C (= O) R7, -C (= S) R8Or SO2R9
Represents Where RFourAnd RTenAre hydrogen atom or fat
Represents an aliphatic hydrocarbon group, RFiveAnd R 6Is R1And R2Synonymous with
R7, R8And R9Is synonymous with Y described later.

【0032】R1及びR2が脂肪族炭化水素基を表す場合、
その例としては炭素数1〜30の直鎖又は分岐の無置換ア
ルキル基(例えばメチル基、エチル基、i-プロピル基、
n-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、2-ペンチル
基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、t-オクチル基、2-エ
チルヘキシル基、1,5-ジメチルヘキシル基、n-デシル
基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基、n-ヘキサデシル
基、n-オクタデシル基等)、炭素数1〜30の直鎖又は分
岐の置換アルキル基(例えばN,N-ジメチルアミノプロピ
ル基、トリフルオロエチル基、トリ-n-ヘキシルアンモ
ニムプロピル基、ピリジルプロピル基、トリエトキシシ
リルプロピル基、トリメトキシシリルプロピル基、トリ
クロロシリルメチル基、カルボキシメチル基、スルホエ
チル基、スルホメチル基、ホスホプロピル基、ジメトキ
シホスホプロピル基、n-ブトキシプロピル基、メトキシ
エトキシエチル基、ポリエトキシエチル基、アセチルオ
キシエチル基、メチルチオプロピル基、3-(N-エチルウ
レイド)プロピル基等)、炭素数3〜18の置換又は無置
換の環状アルキル基(例えばシクロプロピル基、シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、ア
ダマンチル基、シクロドデシル基等)、炭素数2〜16の
アルケニル基(例えばアリル基、2-ブテニル基、3-ペン
テニル基等)、炭素数2〜10のアルキニル基(例えばプ
ロパルギル基、3-ペンチニル基等)、炭素数6〜16のア
ラルキル基(例えばベンジル基等)等が挙げられる。R1
及びR2がアリール基を表す場合、その例としては炭素数
6〜30の置換又は無置換のフェニル基(例えば無置換フ
ェニル基、メチルフェニル基、オクチルフェニル基、シ
アノフェニル基、エトキシカルボニルフェニル基、ジエ
チルホスホメチルフェニル基、スルホフェニル基、ジメ
チルアミノフェニル基、トリメトキシシリルフェニル
基、トリフルオロメチルフェニル基、カルボキシフェニ
ル基、ブトキシフェニル基等)、ナフチル基(例えば無
置換ナフチル基、4-スルホナフチル基等)等が挙げられ
る。R1及びR2がヘテロ環基を表す場合、その例としては
置換又は無置換の含窒素ヘテロ5員環(例えばイミダゾ
リル基、ベンゾイミダゾリル基、ピロール基等)、置換
又は無置換の含窒素ヘテロ6員環(例えばピリジル基、
キノリル基、ピリミジル基、トリアジノ基、モルホリノ
基等)、フリル基、チオフリル基等が挙げられる。ま
た、R1及びR2が-OR4を表す場合、R4で表される脂肪族炭
化水素基の例としては、上述したR1及びR2が表す脂肪族
炭化水素基の例と同様のものが挙げられる。R1及びR2
-N(R5)(R6)を表す場合のR5及びR6はR1及びR2と同義であ
り、-C(=O)R7、-C(=S)R8及びSO2R9を表す場合のR7、R8
及びR9は以下に示すYと同義である。
When R 1 and R 2 represent an aliphatic hydrocarbon group,
Examples thereof include linear or branched unsubstituted alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, i-propyl group,
n-propyl group, n-butyl group, t-butyl group, 2-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, t-octyl group, 2-ethylhexyl group, 1,5-dimethylhexyl group, n- Decyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-hexadecyl group, n-octadecyl group, etc.), a linear or branched substituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (for example, N, N-dimethylaminopropyl group, Trifluoroethyl group, tri-n-hexylammoniumpropyl group, pyridylpropyl group, triethoxysilylpropyl group, trimethoxysilylpropyl group, trichlorosilylmethyl group, carboxymethyl group, sulfoethyl group, sulfomethyl group, phosphopropyl group, Dimethoxyphosphopropyl group, n-butoxypropyl group, methoxyethoxyethyl group, polyethoxyethyl group, acetyloxyethyl group, methylthiopropyl group 3- (N-ethylureido) propyl group, etc., a substituted or unsubstituted cyclic alkyl group having 3 to 18 carbon atoms (eg, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, adamantyl group, cyclododecyl group, etc. ), An alkenyl group having 2 to 16 carbon atoms (eg, allyl group, 2-butenyl group, 3-pentenyl group, etc.), an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms (eg, propargyl group, 3-pentynyl group, etc.), 6 carbon atoms To 16 aralkyl groups (eg, benzyl group) and the like. R 1
And when R 2 represents an aryl group, examples thereof include a substituted or unsubstituted phenyl group having 6 to 30 carbon atoms (eg, an unsubstituted phenyl group, a methylphenyl group, an octylphenyl group, a cyanophenyl group, an ethoxycarbonylphenyl group). , Diethylphosphomethylphenyl group, sulfophenyl group, dimethylaminophenyl group, trimethoxysilylphenyl group, trifluoromethylphenyl group, carboxyphenyl group, butoxyphenyl group, etc.), naphthyl group (eg, unsubstituted naphthyl group, 4-sulfo) Naphthyl group, etc.) and the like. When R 1 and R 2 represent a heterocyclic group, examples thereof include a substituted or unsubstituted nitrogen-containing hetero 5-membered ring (eg, imidazolyl group, benzimidazolyl group, pyrrole group, etc.), substituted or unsubstituted nitrogen-containing hetero 6 Membered ring (eg pyridyl group,
Quinolyl group, pyrimidyl group, triazino group, morpholino group, etc.), furyl group, thiofuryl group and the like. Further, when R 1 and R 2 represent —OR 4 , examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R 4 are the same as the examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 described above. There are things. R 1 and R 2 are
-N (R 5) R 5 and R 6 when it represents a (R 6) has the same meaning as R 1 and R 2, -C (= O) R 7, -C (= S) R 8 and SO 2 R 7 and R 8 when representing R 9
And R 9 are synonymous with Y shown below.

【0033】R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子、炭
素数1〜20の置換又は無置換アルキル基、炭素数6〜20
の置換又は無置換フェニル基、含窒素ヘテロ環基、-N(R
5)(R 6)、-C(=O)R7或いはSO2R9であることが好ましく、
水素原子、炭素数1〜18の置換又は無置換アルキル基、
炭素数6〜18の置換又は無置換フェニル基或いは含窒素
ヘテロ6員環であることがより好ましく、水素原子、炭
素数1〜16の置換又は無置換アルキル基或いは炭素数6
〜16の置換又は無置換フェニル基であることが特に好ま
しく、R1が水素原子を表し、且つR2が水素原子、炭素数
1〜16の置換又は無置換アルキル基或いは炭素数6〜16
の置換又は無置換フェニル基を表すことが最も好まし
い。
R1And R2Are hydrogen atom and charcoal independently
Substituted or unsubstituted alkyl group having a prime number of 1 to 20, carbon number of 6 to 20
Substituted or unsubstituted phenyl group, nitrogen-containing heterocyclic group, -N (R
Five) (R 6), -C (= O) R7Or SO2R9Is preferred,
Hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms,
Substituted or unsubstituted phenyl group having 6 to 18 carbon atoms or nitrogen-containing
A hetero 6-membered ring is more preferable, and a hydrogen atom or carbon
Substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 16 primes or 6 carbon atoms
It is particularly preferred that they are substituted or unsubstituted phenyl groups of
R1Represents a hydrogen atom, and R2Is hydrogen atom, carbon number
1 to 16 substituted or unsubstituted alkyl group or 6 to 16 carbon atoms
Most preferably represents a substituted or unsubstituted phenyl group
Yes.

【0034】一般式(II)中、Yは水素原子、脂肪族炭化
水素基、アリール基、ヘテロ環基、-OR4、-N(R5)(R6)又
は-SR10を表す。Yで表される脂肪族炭化水素基、アリー
ル基、ヘテロ環基、-OR4、-N(R5)(R6)の例としては、上
記R1及びR2の例と同様のものが挙げられる。-SR10を表
す場合のR10は上記R4と同義である。
In the general formula (II), Y represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an aryl group, a heterocyclic group, -OR 4 , -N (R 5 ) (R 6 ), or -SR 10 . Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by Y, the aryl group, the heterocyclic group, -OR 4 , and -N (R 5 ) (R 6 ) are the same as those of the above R 1 and R 2. Can be mentioned. In the case of representing -SR 10 , R 10 has the same meaning as R 4 above.

【0035】Yは水素原子、炭素数1〜16の置換又は無
置換アルキル基、炭素数6〜16の置換又は無置換フェニ
ル基、含窒素ヘテロ環基或いは-N(R5)(R6)であることが
好ましく、水素原子、炭素数1〜12の置換又は無置換ア
ルキル基、炭素数6〜12の置換又は無置換フェニル基、
含窒素ヘテロ6員環或いは-N(R5)(R6)であることがより
好ましく、-N(R5)(R6)であることが特に好ましく、-NH2
を表すことが最も好ましい。
Y is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, a substituted or unsubstituted phenyl group having 6 to 16 carbon atoms, a nitrogen-containing heterocyclic group or -N (R 5 ) (R 6 ). Is preferably a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted phenyl group having 6 to 12 carbon atoms,
A nitrogen-containing hetero 6-membered ring or -N (R 5 ) (R 6 ) is more preferable, -N (R 5 ) (R 6 ) is particularly preferable, and -NH 2
Is most preferably represented.

【0036】また、一般式(II)中のX、Y、R1及びR2は互
いに連結して環を形成してもよい。
Further, X, Y, R 1 and R 2 in the general formula (II) may be linked to each other to form a ring.

【0037】好ましいR5及びR6としては、上記R1及びR2
の好ましい例と同様のものが挙げられ、好ましいR7、R8
及びR9としては上記Yの好ましい例と同様のものが挙げ
られる。
Preferred R 5 and R 6 are R 1 and R 2 above.
Preferred examples of R 7 and R 8
Examples of R 9 and R 9 include the same as the above-mentioned preferred examples of Y.

【0038】Xは酸素原子であることが好ましい。X is preferably an oxygen atom.

【0039】また、本発明で用いる化合物(II)はX、
R1、R2及び/又はY上に置換基を有していてもよい。該
置換基の好ましい例としては、-C(=O)OR'、-P(=O)(OR')
2、-S(=O)OR'、-OR'、-B(OR')2、-Si(R11)(R12)(R13)等
が挙げられる。R'はそれぞれ独立に水素原子又は脂肪族
炭化水素基(例えばメチル基、エチル基等)を表し、R
11、R12及びR13はそれぞれ独立にヒドロキシ基、アルキ
ルオキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、i-プロピ
ル基等)、イソシアネート基、ハロゲン原子(例えば塩
素原子等)又は脂肪族炭化水素基(例えばメチル基、エ
チル基等)を表し、R11、R12及びR13のうち少なくとも
1つはアルキルオキシ基、イソシアネート基又はハロゲ
ン原子である。また、より好ましい置換基としては、-C
(=O)OR'、-P(=O)(OR')2及び-Si(R11)(R12)(R13)が挙げ
られ、特に好ましくは-Si(R11)(R12)(R 13)である。
The compound (II) used in the present invention is X,
R1, R2And / or Y may have a substituent. The
Preferred examples of the substituent include -C (= O) OR ', -P (= O) (OR')
2, -S (= O) OR ', -OR', -B (OR ')2, -Si (R11) (R12) (R13)etc
Is mentioned. R'is independently a hydrogen atom or an aliphatic
Represents a hydrocarbon group (eg, methyl group, ethyl group, etc.), R
11, R12And R13Are independently hydroxy group,
Ruoxy group (eg methoxy group, ethoxy group, i-propy
Group, etc.), isocyanate group, halogen atom (eg salt)
Elementary atom) or an aliphatic hydrocarbon group (eg methyl group, ether
(Such as a chill group), R11, R12And R13At least of
One is alkyloxy group, isocyanate group or halogen
Atom. Further, a more preferable substituent is -C
(= O) OR ', -P (= O) (OR')2And -Si (R11) (R12) (R13) Is listed
And particularly preferably --Si (R11) (R12) (R 13).

【0040】また、化合物(II)が電荷を有する場合に
は、電荷を中和するための対イオンとしてアニオン又は
カチオンを有してもよい。該アニオン又はカチオンは特
に制限されず、有機イオンであっても無機イオンであっ
てもよい。代表的なアニオンの例としては、ハロゲン化
物イオン(フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオ
ン、ヨウ化物イオン)、過塩素酸イオン、テトラフルオ
ロホウ酸イオン、ヘキサフルオロりん酸イオン、酢酸イ
オン、トリフルオロ酢酸イオン、メタンスルホン酸イオ
ン、パラトルエンスルホン酸イオン、トリフルオロメタ
ンスルホン酸イオン、ビス(トリフルオロエタンスルホ
ニル)イミドイオン、トリス(トリフルオロメタンスルホ
ニル)メチドイオン等が挙げられ、カチオンの例として
はアルカリ金属イオン(リチウムイオン、ナトリウムイ
オン、カリウムイオン等)、アルカリ土類金属イオン
(マグネシウムイオン、カルシウムイオン等)、置換又
は無置換のアンモニウムイオン(無置換アンモニウムイ
オン、トリエチルアンモニウムイオン、テトラメチルア
ンモニウムイオン等)、置換又は無置換のピリジニウム
イオン(無置換ピリジニウムイオン、4-フェニルピリジ
ニウムイオン等)、置換又は無置換のイミダゾリウムイ
オン(N-メチルイミダゾリウムイオン等)等が挙げられ
る。
When the compound (II) has an electric charge, it may have an anion or a cation as a counter ion for neutralizing the electric charge. The anion or cation is not particularly limited and may be an organic ion or an inorganic ion. Typical examples of anions include halide ions (fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion), perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, hexafluorophosphate ion, acetate ion, trioxide ion. Examples include fluoroacetate ion, methanesulfonate ion, paratoluenesulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, bis (trifluoroethanesulfonyl) imide ion, tris (trifluoromethanesulfonyl) methide ion, and the like, and examples of cations include alkali metal ions. (Lithium ion, sodium ion, potassium ion, etc.), alkaline earth metal ion (magnesium ion, calcium ion, etc.), substituted or unsubstituted ammonium ion (unsubstituted ammonium ion, triethylammonium ion) Ion, tetramethylammonium ion, etc.), substituted or unsubstituted pyridinium ion (unsubstituted pyridinium ion, 4-phenylpyridinium ion, etc.), substituted or unsubstituted imidazolium ion (N-methylimidazolium ion, etc.), etc. To be

【0041】以下に本発明で好ましく用いられる化合物
(II)の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されな
い。
The compounds preferably used in the present invention are as follows:
Specific examples of (II) are shown below, but the invention is not limited thereto.

【0042】[0042]

【化10】 [Chemical 10]

【0043】[0043]

【化11】 [Chemical 11]

【0044】[0044]

【化12】 [Chemical 12]

【0045】[0045]

【化13】 [Chemical 13]

【0046】[III]処理方法 (A)化合物(I)のみを用いた処理方法 ここで「処理」とは、電荷輸送層を設置する前に、半導
体微粒子と化合物(I)をある時間接触させる操作を意味
し、接触後に半導体微粒子に化合物(I)が吸着していて
も、吸着していなくても構わない。また、該処理を施さ
れる半導体微粒子は、光電変換素子の作成の過程におけ
る如何なる状態であってもよいが、半導体微粒子膜が形
成された後に処理することが好ましく、半導体微粒子に
色素を吸着させた後に処理することが特に好ましい。一
方、処理する化合物(I)は、溶媒に溶解した溶液(以
後、処理溶液と記す)、若しくは分散させた分散液(以
後、処理分散液と記す)として用いることが好ましい
が、化合物自体が液体の場合は無溶媒で使用してもよ
い。より好ましくは処理溶液を用いた処理であり、その
溶媒は有機溶剤であることが好ましい。
[III] Treatment Method (A) Treatment Method Using Only Compound (I) The term “treatment” as used herein means that the semiconductor fine particles are brought into contact with the compound (I) for a certain period of time before the charge transport layer is installed. This means an operation, and the compound (I) may or may not be adsorbed on the semiconductor fine particles after the contact. Further, the semiconductor fine particles to be subjected to the treatment may be in any state in the process of producing the photoelectric conversion element, but it is preferable to perform the treatment after the semiconductor fine particle film is formed, and to adsorb the dye to the semiconductor fine particles. It is particularly preferable to carry out the treatment after the treatment. On the other hand, the compound (I) to be treated is preferably used as a solution dissolved in a solvent (hereinafter referred to as a treatment solution) or a dispersed dispersion (hereinafter referred to as a treatment dispersion), but the compound itself is a liquid. In the case of, it may be used without a solvent. Treatment using a treatment solution is more preferable, and the solvent is preferably an organic solvent.

【0047】有機溶剤を用いる場合は、化合物(I)の溶
解性に応じて適宜選択できる。例えばアルコール類(メ
タノール、エタノール、t-ブタノール、ベンジルアルコ
ール等)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニト
リル、3-メトキシプロピオニトリル等)、ニトロメタ
ン、ハロゲン化炭化水素(ジクロロメタン、ジクロロエ
タン、クロロホルム、クロロベンゼン等)、エーテル類
(ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等)、ジメチ
ルスルホキシド、アミド類(N,N-ジメチルホルムアミ
ド、N,N-ジメチルアセタミド等)、N-メチルピロリド
ン、1,3-ジメチルイミダゾリジノン、3-メチルオキサゾ
リジノン、エステル類(酢酸エチル、酢酸ブチル等)、
炭酸エステル類(炭酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プ
ロピレン等)、ケトン類(アセトン、2-ブタノン、シク
ロヘキサノン等)、炭化水素(へキサン、石油エーテ
ル、ベンゼン、トルエン等)、これらの混合溶媒等が使
用できる。このうちニトリル類、アルコール類及びアミ
ド類は特に好ましい溶媒である。
When an organic solvent is used, it can be appropriately selected depending on the solubility of the compound (I). For example, alcohols (methanol, ethanol, t-butanol, benzyl alcohol, etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, 3-methoxypropionitrile, etc.), nitromethane, halogenated hydrocarbons (dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, etc.) ), Ethers (diethyl ether, tetrahydrofuran, etc.), dimethyl sulfoxide, amides (N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.), N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.),
Carbonates (diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), ketones (acetone, 2-butanone, cyclohexanone, etc.), hydrocarbons (hexane, petroleum ether, benzene, toluene, etc.), mixed solvents of these are used. it can. Of these, nitriles, alcohols and amides are particularly preferred solvents.

【0048】処理溶液又は処理分散液(以後、両液をま
とめて処理液と記す)を用いて処理する方法としては、
半導体微粒子膜を該処理液に浸漬する方法(以後、浸漬
処理法と記す)が好ましく挙げられる。また、処理液を
スプレー状に一定時間吹き付ける方法(以後、スプレー
法と記す)も適用できる。浸漬処理法を行う際、処理液
の温度や処理にかける時間は任意に設定してよいが、20
℃〜80℃の温度で、30秒〜24時間浸漬処理することが好
ましい。浸漬処理の後には溶媒により洗浄するのが好ま
しい。洗浄に用いる溶媒は処理液に用いた溶媒と同一の
組成のものか、ニトリル類、アルコール類、アミド類等
の極性溶媒が好ましい。
As a method of treating using a treatment solution or a treatment dispersion (hereinafter, both liquids are collectively referred to as a treatment liquid),
A preferable method is a method of immersing the semiconductor fine particle film in the treatment liquid (hereinafter referred to as an immersion treatment method). Further, a method of spraying the treatment liquid in a spray shape for a certain period of time (hereinafter referred to as a spray method) can also be applied. When performing the dipping treatment method, the temperature of the treatment liquid and the time taken for the treatment may be set arbitrarily,
It is preferable to perform the immersion treatment at a temperature of ℃ to 80 ℃ for 30 seconds to 24 hours. It is preferable to wash with a solvent after the immersion treatment. The solvent used for washing is preferably the same composition as the solvent used for the treatment liquid, or a polar solvent such as nitriles, alcohols and amides.

【0049】また、処理液は化合物(I)が少なくとも1
種と、適宜これ以外の物質を添加剤として含有してもよ
い。添加剤を使用する例としては、色素間の凝集などの
相互作用を低減するため、界面活性な性質、構造をもっ
た無色の化合物を色素に添加し、半導体微粒子に共吸着
させる場合等がある。添加剤の例としては、カルボキシ
ル基を有するステロイド化合物(例えばケノデオキシコ
ール酸、コール酸等)、紫外線吸収剤、界面活性剤等が
挙げられる。
The treatment liquid contains at least 1 compound (I).
The seed and, optionally, a substance other than this may be contained as an additive. As an example of using an additive, there is a case where a colorless compound having a surface active property and a structure is added to a dye in order to reduce an interaction such as aggregation between dyes, and the compound is co-adsorbed on semiconductor fine particles. . Examples of the additives include steroid compounds having a carboxyl group (for example, chenodeoxycholic acid, cholic acid, etc.), ultraviolet absorbers, surfactants and the like.

【0050】処理液中における化合物(I)の濃度は、好
ましくは1×10-6〜2mol/Lであり、さらに好ましくは1
×10-5〜5×10-1mol/Lである。
The concentration of the compound (I) in the treatment liquid is preferably 1 × 10 −6 to 2 mol / L, more preferably 1 × 10 −6 to 2 mol / L.
It is × 10 -5 to 5 × 10 -1 mol / L.

【0051】(B)化合物(I)及び化合物(II)を用いた処理
方法 上述したように、本発明では半導体微粒子を化合物(I)
と化合物(II)で処理することが好ましい。ここでいう
「処理」とは、電荷輸送層を設置する前に、半導体微粒
子を化合物(I)及び化合物(II)にそれぞれある時間接触
させる操作を意味し、接触後に半導体微粒子に化合物
(I)又は化合物(II)が吸着していても、吸着していなく
ても構わない。また、該処理を施される半導体微粒子
は、光電変換素子の作成の過程における如何なる状態で
あってもよいが、半導体微粒子膜が形成された後に処理
することが好ましく、半導体微粒子に色素を吸着させた
後に処理することが特に好ましい。一方、処理する化合
物(I)及び化合物(II)は、処理溶液若しくは分散液とし
て用いることが好ましいが、化合物自体が液体の場合は
無溶媒で使用してもよい。より好ましくは処理溶液を用
いた処理であり、その溶媒は有機溶剤であることが好ま
しい。有機溶剤を用いる場合は、上述した化合物(I)の
みで処理する場合と同様の有機溶剤が使用できる。
(B) Treatment Method Using Compound (I) and Compound (II) As described above, in the present invention, semiconductor fine particles are treated with compound (I).
Is preferably treated with compound (II). As used herein, the term "treatment" means an operation of bringing the semiconductor fine particles into contact with the compound (I) and the compound (II) for a certain period of time before the charge transport layer is installed, and after the contact, the compound is added to the semiconductor fine particles.
It does not matter whether (I) or compound (II) is adsorbed. Further, the semiconductor fine particles to be subjected to the treatment may be in any state in the process of producing the photoelectric conversion element, but it is preferable to perform the treatment after the semiconductor fine particle film is formed, and to adsorb the dye to the semiconductor fine particles. It is particularly preferable to carry out the treatment after the treatment. On the other hand, the compound (I) and the compound (II) to be treated are preferably used as a treatment solution or dispersion, but when the compound itself is a liquid, it may be used without a solvent. Treatment using a treatment solution is more preferable, and the solvent is preferably an organic solvent. When an organic solvent is used, the same organic solvent as in the case of treating with the compound (I) alone can be used.

【0052】化合物(I)による処理と化合物(II)による
処理は同時に行ってもそれぞれ別々に行ってもよく、同
時に行うのが好ましい。同時に行う場合、化合物(I)及
び化合物(II)の両方が溶解する溶液を用い、混合溶液と
して処理することが特に好ましい。
The treatment with the compound (I) and the treatment with the compound (II) may be carried out simultaneously or separately, and are preferably carried out simultaneously. When carried out at the same time, it is particularly preferable to use a solution in which both compound (I) and compound (II) are dissolved and to treat as a mixed solution.

【0053】化合物(I)及び化合物(II)の混合処理液を
用いて処理する場合、化合物(I)のみで処理する場合と
同様に、浸漬処理法が好ましく使用できる。浸漬処理法
を行う際の処理液の温度や処理にかける時間は、化合物
(I)のみで処理する場合と同様に任意に設定してよい。
When the treatment with the mixed treatment liquid of the compound (I) and the compound (II) is performed, the dipping treatment method can be preferably used as in the case of the treatment with only the compound (I). The temperature of the treatment liquid when performing the dipping treatment method and the time required for the treatment are
It may be set arbitrarily as in the case of processing only with (I).

【0054】また処理液には、化合物(I)のみで処理す
る場合と同様にカルボキシル基を有するステロイド化合
物、紫外線吸収剤、界面活性剤等の添加剤や、塩基を加
えてもよい。
Further, to the treatment liquid, an additive such as a steroid compound having a carboxyl group, an ultraviolet absorber or a surfactant, or a base may be added as in the case of treating with only the compound (I).

【0055】化合物(II)による処理を、該化合物を含有
する処理液を用いて行う場合、処理液中の化合物(II)の
濃度は好ましくは1×10-6〜2mol/Lであり、より好まし
くは1×10-5〜5×10-1mol/Lである。この好ましい濃
度は、化合物(I)及び化合物(II)の混合処理液を用いて
処理する場合も同様である。
When the treatment with the compound (II) is carried out using a treatment liquid containing the compound, the concentration of the compound (II) in the treatment liquid is preferably 1 × 10 −6 to 2 mol / L, and It is preferably 1 × 10 −5 to 5 × 10 −1 mol / L. This preferable concentration is the same when treating with a mixed treatment liquid of compound (I) and compound (II).

【0056】[IV]光電変換素子 本発明の光電変換素子は上記本発明の作成方法で作成さ
れる。本発明の光電変換素子は、好ましくは図1に示す
ように、導電層10、下塗り層60、感光層20、電荷輸送層
30、対極導電層40の順に積層してなり、感光層20を色素
22によって増感した半導体微粒子21とこの半導体微粒子
21の間の空隙に浸透した電荷輸送材料23とから構成す
る。感光層20中の電荷輸送材料23は通常、電荷輸送層30
に用いる材料と同じものである。また光電変換素子に強
度を付与するため、導電層10及び/又は対極導電層40の
下地として基板50を設けてもよい。本発明では、導電層
10及び任意で設ける基板50からなる層を「導電性支持
体」、対極導電層40及び任意で設ける基板50からなる層
を「対極」と呼ぶ。なお、図1中の導電層10、対極導電
層40、基板50は、それぞれ透明導電層10a、透明対極導
電層40a、透明基板50aであってもよい。この光電変換素
子を外部負荷に接続して電気的仕事をさせる目的(発
電)で作られたものが光電池であり、光学的情報のセン
シングを目的に作られたものが光センサーである。光電
池のうち、電荷輸送材料が主としてイオン輸送材料から
なる場合を特に光電気化学電池と呼び、また、太陽光に
よる発電を主目的とする場合を太陽電池と呼ぶ。
[IV] Photoelectric Conversion Element The photoelectric conversion element of the present invention is produced by the production method of the present invention. The photoelectric conversion element of the present invention is preferably, as shown in FIG. 1, a conductive layer 10, an undercoat layer 60, a photosensitive layer 20, a charge transport layer.
30 and the counter conductive layer 40 are laminated in this order, and the photosensitive layer 20 is dyed.
Semiconductor fine particles 21 sensitized by 22 and the semiconductor fine particles
The charge transporting material 23 permeates the voids between the two. The charge transport material 23 in the photosensitive layer 20 is typically the charge transport layer 30.
It is the same material used for. A substrate 50 may be provided as a base of the conductive layer 10 and / or the counter conductive layer 40 in order to impart strength to the photoelectric conversion element. In the present invention, the conductive layer
The layer composed of 10 and the substrate 50 optionally provided is called a "conductive support", and the layer composed of the counter conductive layer 40 and the substrate 50 optionally provided is called a "counter electrode". The conductive layer 10, the counter conductive layer 40, and the substrate 50 in FIG. 1 may be the transparent conductive layer 10a, the transparent counter conductive layer 40a, and the transparent substrate 50a, respectively. A photocell is made for the purpose of generating electric power by connecting the photoelectric conversion element to an external load (power generation), and a photosensor is made for the purpose of sensing optical information. Of the photovoltaic cells, the case where the charge transport material mainly consists of the ion transport material is called a photoelectrochemical cell, and the case where the main purpose is power generation by sunlight is called a solar cell.

【0057】図1に示す光電変換素子において、半導体
微粒子がn型である場合、色素22により増感された半導
体微粒子21を含む感光層20に入射した光は色素22等を励
起し、励起された色素22等中の高エネルギーの電子が半
導体微粒子21の伝導帯に渡され、さらに拡散により導電
層10に到達する。このとき色素22等の分子は酸化体とな
っている。光電池においては、導電層10中の電子が外部
回路で仕事をしながら対極導電層40及び電荷輸送層30を
経て色素22等の酸化体に戻り、色素22が再生する。感光
層20は負極(光アノード)として働き、対極導電層40は
正極として働く。それぞれの層の境界(例えば導電層10
と感光層20との境界、感光層20と電荷輸送層30との境
界、電荷輸送層30と対極導電層40との境界等)では、各
層の構成成分同士が相互に拡散混合していてもよい。以
下各層について詳細に説明する。
In the photoelectric conversion element shown in FIG. 1, when the semiconductor fine particles are n-type, the light incident on the photosensitive layer 20 containing the semiconductor fine particles 21 sensitized by the dye 22 excites the dye 22 and the like. High-energy electrons in the dye 22 and the like are passed to the conduction band of the semiconductor fine particles 21 and further reach the conductive layer 10 by diffusion. At this time, molecules such as the dye 22 are oxidants. In the photovoltaic cell, the electrons in the conductive layer 10 return to the oxidant such as the dye 22 via the counter conductive layer 40 and the charge transport layer 30 while working in the external circuit, and the dye 22 is regenerated. The photosensitive layer 20 functions as a negative electrode (photoanode), and the counter conductive layer 40 functions as a positive electrode. Boundary of each layer (eg conductive layer 10
The boundary between the photosensitive layer 20 and the photosensitive layer 20, the boundary between the photosensitive layer 20 and the charge transport layer 30, the boundary between the charge transport layer 30 and the counter electrode conductive layer 40, etc.) even if the constituent components of each layer are diffusely mixed with each other. Good. Each layer will be described in detail below.

【0058】(A)導電性支持体 導電性支持体は、(1)導電層の単層、又は(2)導電層及び
基板の2層からなる。(1)の場合は、導電層として強度
や密封性が十分に保たれるような材料、例えば、金属材
料(白金、金、銀、銅、亜鉛、チタン、アルミニウム、
これらを含む合金等)を用いることができる。(2)の場
合、感光層側に導電剤を含む導電層を有する基板を使用
することができる。好ましい導電剤としては金属(白
金、金、銀、銅、亜鉛、チタン、アルミニウム、インジ
ウム、これらを含む合金等)、炭素、及び導電性金属酸
化物(インジウム−スズ複合酸化物、酸化スズにフッ素
又はアンチモンをドープしたもの等)が挙げられる。導
電層の厚さは0.02〜10μm程度が好ましい。
(A) Conductive Support The conductive support is composed of (1) a single layer of a conductive layer, or (2) two layers of a conductive layer and a substrate. In the case of (1), a material that can sufficiently maintain strength and hermeticity as a conductive layer, for example, a metal material (platinum, gold, silver, copper, zinc, titanium, aluminum,
Alloys including these) can be used. In the case of (2), it is possible to use a substrate having a conductive layer containing a conductive agent on the photosensitive layer side. Preferred conductive agents include metals (platinum, gold, silver, copper, zinc, titanium, aluminum, indium, alloys containing these, etc.), carbon, and conductive metal oxides (indium-tin composite oxide, tin oxide and fluorine. Or antimony-doped ones). The thickness of the conductive layer is preferably about 0.02 to 10 μm.

【0059】導電性支持体は表面抵抗が低い程よい。好
ましい表面抵抗の範囲は50Ω/□以下であり、さらに好
ましくは20Ω/□以下である。
The lower the surface resistance of the conductive support, the better. The surface resistance is preferably 50 Ω / □ or less, more preferably 20 Ω / □ or less.

【0060】導電性支持体側から光を照射する場合に
は、導電性支持体は実質的に透明であるのが好ましい。
実質的に透明であるとは、可視〜近赤外領域(400〜120
0nm)の光の一部又は全域において透過率が10%以上で
あることを意味し、50%以上であるのが好ましく、80%
以上がより好ましい。特に、感光層が感度を有する波長
域の透過率が高いことが好ましい。
When the conductive support is irradiated with light, the conductive support is preferably substantially transparent.
Substantially transparent means visible to near infrared region (400 to 120
(0 nm) light has a transmittance of 10% or more in a part or the whole area, preferably 50% or more, and 80% or more.
The above is more preferable. In particular, it is preferable that the photosensitive layer has a high transmittance in a wavelength range in which the photosensitive layer has sensitivity.

【0061】透明導電性支持体としては、ガラス又はプ
ラスチック等の透明基板の表面に導電性金属酸化物から
なる透明導電層を塗布又は蒸着等により形成したものが
好ましい。透明導電層として好ましいものは、フッ素も
しくはアンチモンをドーピングした二酸化スズ或いはイ
ンジウム−スズ酸化物(ITO)である。透明基板には低
コストと強度の点で有利なソーダガラス、アルカリ溶出
の影響のない無アルカリガラス等のガラス基板のほか、
透明ポリマーフィルムを用いることができる。透明ポリ
マーフィルムの材料としては、トリアセチルセルロース
(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエ
チレンナフタレート(PEN)、シンジオタクチックポリ
スチレン(SPS)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、
ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAr)、ポ
リスルフォン(PSF)、ポリエステルスルフォン(PE
S)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、
環状ポリオレフィン、ブロム化フェノキシ樹脂等が使用
可能である。十分な透明性を確保するために、導電性金
属酸化物の塗布量はガラス又はプラスチックの支持体1
m2当たり0.01〜100gとするのが好ましい。
The transparent conductive support is preferably a transparent conductive layer made of a conductive metal oxide formed on the surface of a transparent substrate such as glass or plastic by coating or vapor deposition. The preferred transparent conductive layer is tin dioxide or indium-tin oxide (ITO) doped with fluorine or antimony. For transparent substrates, in addition to glass substrates such as soda glass, which is advantageous in terms of low cost and strength, non-alkali glass that is not affected by alkali elution,
A transparent polymer film can be used. Materials for the transparent polymer film include triacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndiotactic polystyrene (SPS), polyphenylene sulfide (PPS),
Polycarbonate (PC), polyarylate (PAr), polysulfone (PSF), polyester sulfone (PE
S), polyimide (PI), polyetherimide (PEI),
Cyclic polyolefin, brominated phenoxy resin and the like can be used. In order to ensure sufficient transparency, the amount of conductive metal oxide applied is a glass or plastic support 1
It is preferably 0.01 to 100 g per m 2 .

【0062】透明導電性支持体の抵抗を下げる目的で金
属リードを用いるのが好ましい。金属リードの材質は白
金、金、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅、銀等の
金属が好ましい。金属リードは透明基板に蒸着、スパッ
タリング等で設置し、その上に導電性の酸化スズ又はIT
O膜からなる透明導電層を設けるのが好ましい。金属リ
ード設置による入射光量の低下は、好ましくは10%以
内、より好ましくは1〜5%とする。
It is preferable to use metal leads for the purpose of reducing the resistance of the transparent conductive support. The material of the metal lead is preferably a metal such as platinum, gold, nickel, titanium, aluminum, copper or silver. Metal leads are installed on a transparent substrate by vapor deposition, sputtering, etc., and conductive tin oxide or IT is placed on top of them.
It is preferable to provide a transparent conductive layer composed of an O film. The decrease in the amount of incident light due to the installation of the metal leads is preferably within 10%, more preferably 1 to 5%.

【0063】(B)感光層 感光層において、半導体は感光体として作用し、光を吸
収して電荷分離を行い電子と正孔を生ずる。色素増感し
た半導体では、光吸収及びこれによる電子及び正孔の発
生は主として色素において起こり、半導体微粒子はこの
電子(又は正孔)を受け取り、伝達する役割を担う。本
発明で用いる半導体は光励起下で伝導体電子がキャリア
ーとなり、アノード電流を与えるn型半導体であること
が好ましい。
(B) Photosensitive layer In the photosensitive layer, the semiconductor acts as a photoconductor, absorbs light and separates charges to generate electrons and holes. In a dye-sensitized semiconductor, light absorption and generation of electrons and holes due to light absorption mainly occur in the dye, and the semiconductor fine particles play a role of receiving and transmitting this electron (or hole). The semiconductor used in the present invention is preferably an n-type semiconductor in which a conductor electron serves as a carrier under photoexcitation and gives an anode current.

【0064】(1)半導体 半導体としては、シリコン、ゲルマニウムのような単体
半導体、III-V族系化合物半導体、金属のカルコゲナイ
ド(酸化物、硫化物、セレン化物、それらの複合物
等)、ペロブスカイト構造を有する化合物(チタン酸ス
トロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ナトリウ
ム、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム等)等を使用
することができる。
(1) Semiconductor As a semiconductor, silicon, a single semiconductor such as germanium, a III-V group compound semiconductor, a metal chalcogenide (oxide, sulfide, selenide, a compound thereof, etc.), a perovskite structure And the like (strontium titanate, calcium titanate, sodium titanate, barium titanate, potassium niobate, etc.) and the like can be used.

【0065】好ましい金属のカルコゲナイドとして、チ
タン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、
ハフニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、
イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ又はタン
タルの酸化物、カドミウム、亜鉛、鉛、銀、アンチモン
又はビスマスの硫化物、カドミウム又は鉛のセレン化
物、カドミウムのテルル化物等が挙げられる。他の化合
物半導体としては亜鉛、ガリウム、インジウム、カドミ
ウム等のリン化物、ガリウム−ヒ素又は銅−インジウム
のセレン化物、銅−インジウムの硫化物等が挙げられ
る。さらには、MxOySz又はM1xM2yOz(M、M1及びM2はそ
れぞれ金属元素、Oは酸素、x、y、zは価数が中性になる
組み合わせの数)のような複合物も好ましく用いること
ができる。
Preferred metal chalcogenides include titanium, tin, zinc, iron, tungsten, zirconium,
Hafnium, strontium, indium, cerium,
Examples thereof include yttrium, lanthanum, vanadium, niobium or tantalum oxide, cadmium, zinc, lead, silver, antimony or bismuth sulfide, cadmium or lead selenide, and cadmium telluride. Examples of other compound semiconductors include phosphides such as zinc, gallium, indium, and cadmium, gallium-arsenic or copper-indium selenides, and copper-indium sulfides. Furthermore, M x O y S z or M 1x M 2y O z (M, M 1 and M 2 are metal elements respectively, O is oxygen, and x, y and z are the number of combinations having a neutral valence) Compounds such as can also be preferably used.

【0066】本発明に用いる半導体の好ましい具体例
は、Si、TiO2、SnO2、Fe2O3、WO3、ZnO、Nb2O5、CdS、Z
nS、PbS、Bi2S3、CdSe、CdTe、SrTiO3、GaP、InP、GaA
s、CuInS2、CuInSe2等であり、より好ましくはTiO2、Zn
O、SnO2、Fe2O3、WO3、Nb2O5、CdS、PbS、CdSe、SrTi
O3、InP、GaAs、CuInS2又はCuInSe2であり、特に好まし
くはTiO2又はNb2O5であり、最も好ましくはTiO2であ
る。TiO2の中でもアナターゼ型結晶を70%以上含むTiO2
が好ましく、100%アナターゼ型結晶のTiO2が特に好ま
しい。また、これらの半導体中の電子伝導性を上げる目
的で金属をドープすることも有効である。ドープする金
属としては2又は3価の金属が好ましい。半導体から電
荷輸送層へ逆電流が流れるのを防止する目的で、半導体
に1価の金属をドープすることも有効である。
Preferred specific examples of the semiconductor used in the present invention are Si, TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , CdS and Z.
nS, PbS, Bi 2 S 3 , CdSe, CdTe, SrTiO 3 , GaP, InP, GaA
s, CuInS 2 , CuInSe 2, etc., more preferably TiO 2 , Zn
O, SnO 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , Nb 2 O 5 , CdS, PbS, CdSe, SrTi
O 3 , InP, GaAs, CuInS 2 or CuInSe 2 is particularly preferable, TiO 2 or Nb 2 O 5 is most preferable, and TiO 2 is most preferable. TiO 2 containing anatase 70% among TiO 2
Is preferred, and 100% anatase type TiO 2 is particularly preferred. It is also effective to dope a metal for the purpose of increasing electron conductivity in these semiconductors. The metal to be doped is preferably a divalent or trivalent metal. It is also effective to dope the semiconductor with a monovalent metal for the purpose of preventing a reverse current from flowing from the semiconductor to the charge transport layer.

【0067】本発明に用いる半導体は単結晶でも多結晶
でもよいが、製造コスト、原材料確保、エネルギーペイ
バックタイム等の観点からは多結晶が好ましく、半導体
微粒子の層は多孔質膜であるのが特に好ましい。また、
一部アモルファス部分を含んでいてもよい。
The semiconductor used in the present invention may be a single crystal or a polycrystal, but a polycrystal is preferable from the viewpoints of manufacturing cost, securing of raw materials, energy payback time and the like, and the layer of semiconductor fine particles is particularly a porous film. preferable. Also,
It may include a part of an amorphous part.

【0068】半導体微粒子の粒径は一般にnm〜μmのオ
ーダーであるが、投影面積を円に換算したときの直径か
ら求めた一次粒子の平均粒径は5〜200nmであるのが好
ましく、8〜100nmがより好ましい。また分散液中の半
導体微粒子(二次粒子)の平均粒径は0.01〜30μmが好
ましい。粒径分布の異なる2種類以上の微粒子を混合し
てもよく、この場合小さい粒子の平均サイズは25nm以下
であるのが好ましく、より好ましくは10nm以下である。
入射光を散乱させて光捕獲率を向上させる目的で、粒径
の大きな、例えば100〜300nm程度の半導体粒子を混合す
ることも好ましい。
The particle size of the semiconductor fine particles is generally on the order of nm to μm, but the average particle size of the primary particles obtained from the diameter when converting the projected area into a circle is preferably 5 to 200 nm, and 8 to 100 nm is more preferred. The average particle size of the semiconductor fine particles (secondary particles) in the dispersion is preferably 0.01 to 30 μm. Two or more types of fine particles having different particle size distributions may be mixed, and in this case, the average size of the small particles is preferably 25 nm or less, more preferably 10 nm or less.
For the purpose of scattering incident light and improving the light capture rate, it is also preferable to mix semiconductor particles having a large particle size, for example, about 100 to 300 nm.

【0069】種類の異なる2種以上の半導体微粒子を混
合して用いてもよい。2種以上の半導体微粒子を混合し
て使用する場合、一方はTiO2、ZnO、Nb2O5又はSrTiO3
あることが好ましい。また他方はSnO2、Fe2O3又はWO3
あることが好ましい。さらに好ましい組み合わせとして
は、ZnOとSnO2、ZnOとWO3、ZnOとSnO2とWO3等の組み合
わせを挙げることができる。2種以上の半導体微粒子を
混合して用いる場合、それぞれの粒径が異なっていても
よい。特に上記TiO2、ZnO、Nb2O5又はSrTiO3の粒径が大
きく、SnO2、Fe2O3又はWO3が小さい組み合わせが好まし
い。好ましくは大きい粒径の粒子を100nm以上、小さい
粒径の粒子を15nm以下とする。
Two or more kinds of semiconductor fine particles of different kinds may be mixed and used. When two or more kinds of semiconductor fine particles are mixed and used, one of them is preferably TiO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 or SrTiO 3 . The other is preferably SnO 2 , Fe 2 O 3 or WO 3 . Further preferred combinations include combinations of ZnO and SnO 2 , ZnO and WO 3 , ZnO and SnO 2 and WO 3, and the like. When two or more kinds of semiconductor fine particles are mixed and used, each particle size may be different. In particular, a combination of TiO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 or SrTiO 3 having a large particle size and a small SnO 2 , Fe 2 O 3 or WO 3 is preferable. Preferably, particles having a large particle size are 100 nm or more and particles having a small particle size are 15 nm or less.

【0070】半導体微粒子の作製法としては、作花済夫
の「ゾル−ゲル法の科学」アグネ承風社(1998年)、技
術情報協会の「ゾル−ゲル法による薄膜コーティング技
術」(1995年)等に記載のゾル−ゲル法や、杉本忠夫の
「新合成法ゲル−ゾル法による単分散粒子の合成とサイ
ズ形態制御」、まてりあ, 第35巻, 第9号, 1012〜1018
頁(1996年)等に記載のゲル−ゾル法が好ましい。また
Degussa社が開発した塩化物を酸水素塩中で高温加水分
解により酸化物を作製する方法も好ましく使用できる。
As a method for producing semiconductor fine particles, Sakubana Sio's "Sol-Gel Method Science" Agne Jofusha (1998), Technical Information Institute "Sol-Gel Method Thin Film Coating Technology" (1995 ), Etc., and Tadao Sugimoto, "Synthesis and Size Morphology Control of Monodisperse Particles by New Synthesis Gel-Sol Method," Materia, Vol. 35, No. 9, 1012-1018.
The gel-sol method described in page (1996) and the like is preferable. Also
A method developed by Degussa to produce an oxide by high-temperature hydrolysis of a chloride in an oxyhydrogen salt can also be preferably used.

【0071】半導体微粒子が酸化チタンの場合、上記ゾ
ル-ゲル法、ゲル−ゾル法、塩化物の酸水素塩中での高
温加水分解法はいずれも好ましいが、さらに清野学の
「酸化チタン 物性と応用技術」技報堂出版(1997年)
に記載の硫酸法又は塩素法を用いることもできる。さら
にゾル−ゲル法として、Barbeらのジャーナル・オブ・
アメリカン・セラミック・ソサエティー, 第80巻, 第12
号, 3157〜3171頁(1997年)に記載の方法や、Burnside
らのケミストリー・オブ・マテリアルズ, 第10巻, 第9
号, 2419〜2425頁に記載の方法も好ましい。
When the semiconductor fine particles are titanium oxide, the sol-gel method, gel-sol method, and high-temperature hydrolysis method in chloride oxyhydrogen salt are all preferable. Applied Technology "Gihodo Publishing (1997)
It is also possible to use the sulfuric acid method or the chlorine method described in 1. Furthermore, as a sol-gel method, Barbe et al.
American Ceramic Society, Volume 80, Volume 12
No., pages 3157-3171 (1997), and Burnside
Rano Chemistry of Materials, Volume 10, No. 9
No. 2419 to 2425 is also preferable.

【0072】(2)半導体微粒子層 半導体微粒子を導電性支持体上に塗布するには、半導体
微粒子の分散液又はコロイド溶液を導電性支持体上に塗
布する方法の他に、前述のゾル−ゲル法等を使用するこ
ともできる。光電変換素子の量産化、半導体微粒子液の
物性、導電性支持体の融通性等を考慮した場合、湿式の
製膜方法が比較的有利である。湿式の製膜方法として
は、塗布法、印刷法、電解析出法及び電着法が代表的で
ある。また、金属を酸化する方法、金属溶液から配位子
交換等で液相にて析出させる方法(LPD法)、スパッタ
等で蒸着する方法、CVD法、或いは加温した基板上に熱
分解する金属酸化物プレカーサーを吹き付けて金属酸化
物を形成するSPD法を利用することもできる。
(2) Semiconductor fine particle layer In order to coat the semiconductor fine particles on the conductive support, in addition to the method of coating the dispersion or colloidal solution of the semiconductor fine particles on the conductive support, the above-mentioned sol-gel is used. Laws and the like can also be used. In consideration of mass production of photoelectric conversion elements, physical properties of semiconductor fine particle liquid, flexibility of conductive support, and the like, a wet film forming method is relatively advantageous. As a wet film forming method, a coating method, a printing method, an electrolytic deposition method and an electrodeposition method are typical. Also, a method of oxidizing a metal, a method of depositing a metal solution in a liquid phase by ligand exchange or the like (LPD method), a method of depositing by a sputtering method, a CVD method, or a metal that is thermally decomposed on a heated substrate The SPD method of spraying an oxide precursor to form a metal oxide can also be used.

【0073】半導体微粒子の分散液を作製する方法とし
ては、前述のゾル−ゲル法の他に、乳鉢ですり潰す方
法、ミルを使って粉砕しながら分散する方法、半導体を
合成する際に溶媒中で微粒子として析出させそのまま使
用する方法等が挙げられる。
As a method for producing a dispersion liquid of semiconductor fine particles, in addition to the above-mentioned sol-gel method, a method of crushing with a mortar, a method of dispersing while pulverizing with a mill, a method of synthesizing a semiconductor in a solvent And a method of precipitating it as fine particles and using it as it is.

【0074】分散媒としては、水及び各種の有機溶媒
(例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコ
ール、シトロネロール、ターピネオール、ジクロロメタ
ン、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル等)が使用
できる。分散の際、必要に応じてポリエチレングリコー
ル、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロースのようなポリマー、界面活性剤、酸、キレート
剤等を分散助剤として用いてもよい。ポリエチレングリ
コールの分子量を変えることで、分散液の粘度が調節可
能となり、さらに剥がれにくい半導体層を形成したり、
半導体層の空隙率をコントロールできるので、ポリエチ
レングリコールを添加することは好ましい。
As the dispersion medium, water and various organic solvents (eg, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, citronellol, terpineol, dichloromethane, acetone, acetonitrile, ethyl acetate) can be used. At the time of dispersion, a polymer such as polyethylene glycol, hydroxyethyl cellulose or carboxymethyl cellulose, a surfactant, an acid or a chelating agent may be used as a dispersion aid, if necessary. By changing the molecular weight of polyethylene glycol, the viscosity of the dispersion liquid can be adjusted, and a semiconductor layer that is more resistant to peeling can be formed.
It is preferable to add polyethylene glycol because the porosity of the semiconductor layer can be controlled.

【0075】塗布方法としては、アプリケーション系と
してローラ法、ディップ法等、メータリング系としてエ
アーナイフ法、ブレード法等、またアプリケーションと
メータリングを同一部分にできるものとして特公昭58-4
589号に開示されているワイヤーバー法、米国特許26812
94号、同2761419号、同2761791号等に記載のスライドホ
ッパー法、エクストルージョン法、カーテン法等が好ま
しい。また汎用機としてスピン法やスプレー法も好まし
い。湿式印刷方法としては、凸版、オフセット及びグラ
ビアの三大印刷法をはじめ、凹版、ゴム版、スクリーン
印刷等が好ましい。これらの中から、液粘度やウェット
厚さに応じて製膜方法を選択してよい。
As a coating method, a roller method, a dip method or the like as an application system, an air knife method, a blade method or the like as a metering system, and as a method capable of making the application and the metering in the same part, Japanese Patent Publication No. 58-4.
Wirebar method disclosed in US Pat. No. 26812.
The slide hopper method, the extrusion method, the curtain method and the like described in No. 94, No. 2761419, No. 2761791 and the like are preferable. A spin method or a spray method is also preferable as a general-purpose machine. As the wet printing method, three major printing methods of letterpress, offset and gravure, intaglio, rubber plate, screen printing and the like are preferable. From these, the film forming method may be selected according to the liquid viscosity and the wet thickness.

【0076】半導体微粒子層は単層に限らず、粒径の違
った半導体微粒子の分散液を多層塗布したり、種類が異
なる半導体微粒子(或いは異なるバインダー、添加剤)
を含有する塗布層を多層塗布したりすることもできる。
一度の塗布で膜厚が不足の場合にも多層塗布は有効であ
る。
The semiconductor fine particle layer is not limited to a single layer, but a dispersion of semiconductor fine particles having different particle diameters may be applied in multiple layers, or semiconductor fine particles of different types (or different binders and additives).
It is also possible to apply multiple layers of coating layers containing.
Multi-layer coating is effective even when the film thickness is insufficient after one coating.

【0077】一般に半導体微粒子層の厚さ(感光層の厚
さと同じ)が厚くなるほど、単位投影面積当たりの担持
色素量が増えるため光の捕獲率が高くなるが、生成した
電子の拡散距離が増すため電荷再結合によるロスも大き
くなる。したがって、半導体微粒子層の好ましい厚さは
0.1〜100μmである。光電池に用いる場合、半導体微粒
子層の厚さは1〜30μmが好ましく、2〜25μmがより好
ましい。半導体微粒子の支持体1m2当たりの塗布量は0.
5〜100gが好ましく、3〜50gがより好ましい。
Generally, as the thickness of the semiconductor fine particle layer (same as the thickness of the photosensitive layer) increases, the amount of supported dye per unit projected area increases, so that the light capture rate increases, but the diffusion distance of generated electrons increases. Therefore, the loss due to charge recombination becomes large. Therefore, the preferable thickness of the semiconductor fine particle layer is
0.1 to 100 μm. When used in a photovoltaic cell, the thickness of the semiconductor fine particle layer is preferably 1 to 30 μm, more preferably 2 to 25 μm. The coating amount of semiconductor fine particles per 1 m 2 of support is 0.
5-100 g is preferable and 3-50 g is more preferable.

【0078】半導体微粒子を導電性支持体上に塗布した
後で半導体微粒子同士を電子的に接触させるとともに、
塗膜強度の向上や支持体との密着性を向上させるため
に、加熱処理するのが好ましい。好ましい加熱温度の範
囲は40〜700℃であり、より好ましくは100〜600℃であ
る。また加熱時間は10分〜10時間程度である。ポリマー
フィルムのように融点や軟化点の低い支持体を用いる場
合、高温処理は支持体の劣化を招くため好ましくない。
またコストの観点からもできる限り低温(例えば50〜35
0℃)であるのが好ましい。低温化は5nm以下の小さい
半導体微粒子や鉱酸、金属酸化物プレカーサーの存在下
での加熱処理等により可能となり、また、紫外線、赤外
線、マイクロ波等の照射や電界、超音波を印加すること
により行うこともできる。同時に不要な有機物等を除去
する目的で、上記の照射や印加のほか加熱、減圧、酸素
プラズマ処理、純水洗浄、溶剤洗浄、ガス洗浄等を適宜
組み合わせて併用することが好ましい。
After the semiconductor fine particles are coated on the conductive support, the semiconductor fine particles are brought into electronic contact with each other, and
It is preferable to perform heat treatment in order to improve the strength of the coating film and the adhesion to the support. The preferred heating temperature range is 40 to 700 ° C, more preferably 100 to 600 ° C. The heating time is about 10 minutes to 10 hours. When a support having a low melting point or softening point such as a polymer film is used, high temperature treatment is not preferable because it causes deterioration of the support.
Also, from the viewpoint of cost, the temperature is as low as possible (for example 50 to 35
0 ° C.) is preferred. The temperature can be lowered by heat treatment in the presence of small semiconductor fine particles of 5 nm or less, mineral acid, or metal oxide precursor, and by irradiation with ultraviolet rays, infrared rays, microwaves, etc., or electric field or ultrasonic waves. You can also do it. At the same time, for the purpose of removing unnecessary organic substances and the like, it is preferable to appropriately combine and use the above-mentioned irradiation and application, as well as heating, decompression, oxygen plasma treatment, pure water cleaning, solvent cleaning, gas cleaning and the like.

【0079】加熱処理後、半導体微粒子の表面積を増大
させたり、半導体微粒子近傍の純度を高め、色素から半
導体微粒子への電子注入効率を高める目的で、例えば四
塩化チタン水溶液を用いた化学メッキ処理や三塩化チタ
ン水溶液を用いた電気化学的メッキ処理を行ってもよ
い。また、半導体微粒子から電荷輸送層へ逆電流が流れ
るのを防止する目的で、粒子表面に色素以外の電子伝導
性の低い有機物を吸着させることも有効である。吸着さ
せる有機物としては疎水性基を持つものが好ましい。
After the heat treatment, for the purpose of increasing the surface area of the semiconductor fine particles, increasing the purity in the vicinity of the semiconductor fine particles, and increasing the electron injection efficiency from the dye to the semiconductor fine particles, for example, chemical plating treatment using an aqueous solution of titanium tetrachloride or Electrochemical plating treatment using a titanium trichloride aqueous solution may be performed. Further, it is also effective to adsorb an organic substance having a low electron conductivity other than a dye on the surface of the particles for the purpose of preventing a reverse current from flowing from the semiconductor fine particles to the charge transport layer. The organic substance to be adsorbed is preferably one having a hydrophobic group.

【0080】半導体微粒子層は、多くの色素を吸着する
ことができるように大きい表面積を有することが好まし
い。半導体微粒子の層を支持体上に塗布した状態での表
面積は、投影面積に対して10倍以上であるのが好まし
く、さらに100倍以上であるのが好ましい。この上限は
特に制限はないが、通常1000倍程度である。
The semiconductor fine particle layer preferably has a large surface area so that many dyes can be adsorbed. The surface area of the semiconductor fine particle layer coated on the support is preferably 10 times or more the projection area, and more preferably 100 times or more. This upper limit is not particularly limited, but is usually about 1000 times.

【0081】(3)色素 感光層に用いる増感色素は、可視域や近赤外域に吸収を
有し、半導体を増感しうる化合物なら任意に用いること
ができるが、金属錯体色素、メチン色素、ポルフィリン
系色素又はフタロシアニン系色素が好ましく、金属錯体
色素が特に好ましい。また、光電変換の波長域をできる
だけ広くし、かつ変換効率を上げるため、二種類以上の
色素を併用又は混合して使用することができる。この場
合、目的とする光源の波長域と強度分布に合わせるよう
に、併用又は混合する色素とその割合を選ぶことができ
る。
(3) Dye The sensitizing dye used in the photosensitive layer may be any compound as long as it has absorption in the visible region and near infrared region and can sensitize a semiconductor, but it is a metal complex dye or a methine dye. , Porphyrin dyes or phthalocyanine dyes are preferable, and metal complex dyes are particularly preferable. In addition, two or more kinds of dyes can be used in combination or mixed in order to widen the wavelength range of photoelectric conversion as much as possible and increase the conversion efficiency. In this case, the dyes to be used or mixed and the ratio thereof can be selected so as to match the wavelength range and intensity distribution of the target light source.

【0082】こうした色素は半導体微粒子の表面に対し
て吸着能力の有る適当な結合基(interlocking group)
を有しているのが好ましい。好ましい結合基としては、
-COOH基、-OH基、-SO2H基、-P(O)(OH)2基及び-OP(O)(O
H)2基のような酸性基、並びにオキシム、ジオキシム、
ヒドロキシキノリン、サリチレート及びα-ケトエノレ
ートのようなπ伝導性を有するキレート化基が挙げられ
る。中でも-COOH基、-P(O)(OH)2基及び-OP(O)(OH)2基が
特に好ましい。これらの基はアルカリ金属等と塩を形成
していてもよく、また分子内塩を形成していてもよい。
またポリメチン色素の場合、メチン鎖がスクアリリウム
環やクロコニウム環を形成する場合のように酸性基を含
有するなら、この部分を結合基としてもよい。以下、感
光層に用いる好ましい増感色素を具体的に説明する。
Such a dye is a suitable interlocking group capable of adsorbing to the surface of semiconductor particles.
It is preferable to have As a preferable linking group,
-COOH group, -OH group, -SO 2 H group, -P (O) (OH) 2 group and -OP (O) (O
H) acidic groups such as 2 groups, as well as oximes, dioximes,
Mention may be made of chelating groups having π conductivity such as hydroxyquinoline, salicylates and α-ketoenolates. Of these, a —COOH group, a —P (O) (OH) 2 group and a —OP (O) (OH) 2 group are particularly preferred. These groups may form a salt with an alkali metal or the like, or may form an intramolecular salt.
In the case of a polymethine dye, if the methine chain contains an acidic group as in the case of forming a squarylium ring or a croconium ring, this portion may be used as a binding group. The preferred sensitizing dyes used in the photosensitive layer will be specifically described below.

【0083】(a)金属錯体色素 色素が金属錯体色素である場合、金属フタロシアニン色
素、金属ポルフィリン色素又はルテニウム錯体色素が好
ましく、ルテニウム錯体色素が特に好ましい。ルテニウ
ム錯体色素としては、例えば米国特許4927721号、同468
4537号、同5084365号、同5350644号、同5463057号、同5
525440号、特開平7-249790号、特表平10-504512号、WO9
8/50393号、特開2000-26487号等に記載のものが挙げら
れる。
(A) When the metal complex dye is a metal complex dye, a metal phthalocyanine dye, a metal porphyrin dye or a ruthenium complex dye is preferable, and a ruthenium complex dye is particularly preferable. Examples of ruthenium complex dyes include US Pat.
4537, 5084365, 5350644, 5463057, 5
525440, JP-A-7-249790, JP-A-10-504512, WO9
Examples thereof include those described in 8/50393 and JP-A 2000-26487.

【0084】本発明で用いるルテニウム錯体色素は下記
一般式(III): (A3)pRu(B-a)(B-b)(B-c) ・・・(III) により表されるのが好ましい。一般式(III)中、A3は1
又は2座の配位子を表し、好ましくはCl、SCN、H2O、B
r、I、CN、NCO、SeCN、β-ジケトン誘導体、シュウ酸誘
導体及びジチオカルバミン酸誘導体からなる群から選ば
れた配位子である。pは0〜3の整数である。B-a、B-b
及びB-cはそれぞれ独立に下記式B-1〜B-10のいずれかに
より表される有機配位子を表す。
The ruthenium complex dye used in the present invention is preferably represented by the following general formula (III): (A 3 ) p Ru (Ba) (Bb) (Bc) ... (III). In the general formula (III), A 3 is 1
Or a bidentate ligand, preferably Cl, SCN, H 2 O, B
It is a ligand selected from the group consisting of r, I, CN, NCO, SeCN, β-diketone derivatives, oxalic acid derivatives and dithiocarbamic acid derivatives. p is an integer of 0 to 3. Ba, Bb
And Bc each independently represent an organic ligand represented by any of the following formulas B-1 to B-10.

【0085】[0085]

【化14】 [Chemical 14]

【0086】式B-1〜B-10中、R11はそれぞれ水素原子又
は置換基を表し、該置換基の例としてはハロゲン原子、
炭素原子数1〜12の置換又は無置換のアルキル基、炭素
原子数7〜12の置換又は無置換のアラルキル基、炭素原
子数6〜12の置換又は無置換のアリール基、前述の酸性
基(これらの酸性基は塩を形成していてもよい)及びキ
レート化基が挙げられる。ここで、アルキル基及びアラ
ルキル基のアルキル部分は直鎖状でも分岐状でもよく、
またアリール基及びアラルキル基のアリール部分は単環
でも多環(縮合環、環集合)でもよい。B-a、B-b及びB-
cは同一でも異なっていてもよく、いずれか1つ又は2
つでもよい。
In formulas B-1 to B-10, each R 11 represents a hydrogen atom or a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom,
A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, the aforementioned acidic group ( These acidic groups may form a salt) and chelating groups. Here, the alkyl part of the alkyl group and aralkyl group may be linear or branched,
The aryl group and the aryl portion of the aralkyl group may be monocyclic or polycyclic (condensed ring, ring assembly). Ba, Bb and B-
c may be the same or different, any one or two
You can choose one.

【0087】好ましい金属錯体色素の具体例を以下に示
すが、本発明はそれらに限定されるものではない。
Specific examples of preferable metal complex dyes are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0088】[0088]

【化15】 [Chemical 15]

【0089】[0089]

【化16】 [Chemical 16]

【0090】(b)メチン色素 本発明で使用できる好ましいメチン色素は、シアニン色
素、メロシアニン色素、スクワリリウム色素等のポリメ
チン色素である。好ましいポリメチン色素の例として
は、特開平11-35836号、特開平11-67285号、特開平11-8
6916号、特開平11-97725号、特開平11-158395号、特開
平11-163378号、特開平11-214730号、特開平11-214731
号、特開平11-238905号、特開2000-26487号、欧州特許8
92411号、同911841号及び同991092号に記載の色素が挙
げられる。好ましいメチン色素の具体例を以下に示す。
(B) Methine Dyes Preferred methine dyes that can be used in the present invention are polymethine dyes such as cyanine dyes, merocyanine dyes and squarylium dyes. Examples of preferable polymethine dyes include JP-A-11-35836, JP-A-11-67285, and JP-A-11-8.
6916, JP11-97725A, JP11-158395A, JP11-163378A, JP11-214730A, JP11-214731A.
No. 11-238905, 2000-26487, European Patent 8
Examples thereof include dyes described in Nos. 92411, 911841 and 991092. Specific examples of preferable methine dyes are shown below.

【0091】[0091]

【化17】 [Chemical 17]

【0092】[0092]

【化18】 [Chemical 18]

【0093】(4)半導体微粒子への色素の吸着 半導体微粒子への色素の吸着は、色素の溶液中によく乾
燥した半導体微粒子層を有する導電性支持体を浸漬する
か、色素の溶液を半導体微粒子層に塗布する方法を用い
ることができる。前者の場合、浸漬法、ディップ法、ロ
ーラ法、エアーナイフ法等が使用可能である。浸漬法の
場合、色素の吸着は室温で行ってもよいし、特開平7-24
9790号に記載されているように加熱還流して行ってもよ
い。また後者の塗布方法としては、ワイヤーバー法、ス
ライドホッパー法、エクストルージョン法、カーテン
法、スピン法、スプレー法等がある。また、インクジェ
ット法等によって色素を画像状に塗布し、この画像その
ものを光電変換素子とすることもできる。
(4) Adsorption of Dye to Semiconductor Fine Particles To adsorb the dye to the semiconductor fine particles, the conductive support having a well-dried semiconductor fine particle layer is immersed in a solution of the dye, or the solution of the dye is applied to the semiconductor fine particles. The method of applying to a layer can be used. In the former case, a dipping method, a dipping method, a roller method, an air knife method or the like can be used. In the case of the dipping method, the dye may be adsorbed at room temperature.
It may be carried out by heating under reflux as described in No. 9790. Examples of the latter coating method include a wire bar method, a slide hopper method, an extrusion method, a curtain method, a spin method and a spray method. Alternatively, a dye may be applied in an image form by an inkjet method or the like, and the image itself may be used as a photoelectric conversion element.

【0094】色素の溶液(吸着液)に用いる溶媒は、好
ましくはアルコール類(メタノール、エタノール、t-ブ
タノール、ベンジルアルコール等)、ニトリル類(アセ
トニトリル、プロピオニトリル、3-メトキシプロピオニ
トリル等)、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素(ジク
ロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベ
ンゼン等)、エーテル類(ジエチルエーテル、テトラヒ
ドロフラン等)、ジメチルスルホキシド、アミド類(N,
N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセタミド
等)、N-メチルピロリドン、1,3-ジメチルイミダゾリジ
ノン、3-メチルオキサゾリジノン、エステル類(酢酸エ
チル、酢酸ブチル等)、炭酸エステル類(炭酸ジエチ
ル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等)、ケトン類(ア
セトン、2-ブタノン、シクロヘキサノン等)、炭化水素
(へキサン、石油エーテル、ベンゼン、トルエン等)又
はこれらの混合溶媒である。
The solvent used for the dye solution (adsorption liquid) is preferably alcohols (methanol, ethanol, t-butanol, benzyl alcohol, etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, 3-methoxypropionitrile, etc.). , Nitromethane, halogenated hydrocarbons (dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, etc.), ethers (diethyl ether, tetrahydrofuran, etc.), dimethyl sulfoxide, amides (N,
N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.), N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonates ( Diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), ketones (acetone, 2-butanone, cyclohexanone, etc.), hydrocarbons (hexane, petroleum ether, benzene, toluene, etc.) or mixed solvents thereof.

【0095】色素の全吸着量は、半導体微粒子層の単位
面積(1m2)当たり0.01〜100mmolとするのが好まし
い。また色素の半導体微粒子に対する吸着量は、半導体
微粒子1g当たり0.01〜1mmolの範囲であるのが好まし
い。このような色素の吸着量とすることにより半導体に
おける増感効果が十分に得られる。これに対し、色素が
少なすぎると増感効果が不十分となり、また色素が多す
ぎると半導体に付着していない色素が浮遊し、増感効果
を低減させる原因となる。色素の吸着量を増大させるた
めには、吸着前に加熱処理を行うのが好ましい。加熱処
理後、半導体微粒子表面に水が吸着するのを避けるた
め、常温に戻さずに半導体微粒子層の温度が60〜150℃
の間で素早く色素の吸着操作を行うのが好ましい。
The total adsorption amount of the dye is preferably 0.01 to 100 mmol per unit area (1 m 2 ) of the semiconductor fine particle layer. The amount of the dye adsorbed on the semiconductor fine particles is preferably in the range of 0.01 to 1 mmol per 1 g of the semiconductor fine particles. With such an amount of dye adsorbed, a sufficient sensitizing effect on the semiconductor can be obtained. On the other hand, if the amount of the dye is too small, the sensitizing effect becomes insufficient, and if the amount of the dye is too large, the dye not attached to the semiconductor floats, which causes a decrease in the sensitizing effect. In order to increase the adsorption amount of the dye, it is preferable to perform heat treatment before the adsorption. After heat treatment, the temperature of the semiconductor fine particle layer should be 60-150 ℃ without returning to room temperature to avoid water adsorption on the surface of the semiconductor fine particles.
It is preferable to quickly perform the dye adsorption operation between the two.

【0096】未吸着の色素は、吸着後速やかに洗浄によ
り除去するのが好ましい。洗浄は湿式洗浄槽を使い、ア
セトニトリル等の極性溶剤、アルコール系溶剤のような
有機溶媒等で行うのが好ましい。
The non-adsorbed dye is preferably removed by washing immediately after adsorption. It is preferable that the cleaning is performed using a wet cleaning tank with a polar solvent such as acetonitrile or an organic solvent such as an alcohol solvent.

【0097】(5)色素吸着液への添加剤 色素間の凝集等の相互作用を低減したり、色素の吸着量
を増加させたりする目的で、無色の化合物を色素吸着液
に添加し半導体微粒子に共吸着させてよい。このような
無色の化合物の好ましい例としては、カルボキシル基を
有するステロイド化合物(ケノデオキシコール酸等)、
スルホン酸化合物、ウレイド基を有する化合物(以下、
ウレイド化合物と称する)、アルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩等が挙げられる。中でもウレイド化合物及び
アルカリ金属塩がより好ましく、アルカリ金属塩が特に
好ましい。アルカリ金属塩の中ではリチウム塩が最も好
ましい。
(5) Additives to Dye Adsorbing Liquid A colorless compound is added to the dye adsorbing liquid for the purpose of reducing interactions such as aggregation between dyes and increasing the amount of adsorbed dye. May be co-adsorbed with. Preferred examples of such colorless compounds include steroid compounds having a carboxyl group (chenodeoxycholic acid etc.),
Sulfonic acid compound, compound having ureido group (hereinafter,
Ureide compounds), alkali metal salts, alkaline earth metal salts and the like. Among them, ureide compounds and alkali metal salts are more preferable, and alkali metal salts are particularly preferable. Among the alkali metal salts, the lithium salt is most preferable.

【0098】上記ウレイド化合物の好ましい具体例を以
下に示す。ウレイド化合物の添加量は、好ましくは色素
に対して0.1〜1000倍モルであり、より好ましくは1〜5
00倍モルであり、特に好ましくは10〜100倍モルであ
る。
Preferred specific examples of the ureido compound are shown below. The addition amount of the ureido compound is preferably 0.1 to 1000 times mol, more preferably 1 to 5 times, relative to the dye.
The molar amount is 00 times, and particularly preferably 10 to 100 times.

【0099】[0099]

【化19】 [Chemical 19]

【0100】上記アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属
塩において、アルカリ金属カチオン又はアルカリ土類金
属カチオンの対となって塩を形成するアニオン種は特に
限定されない。これらの塩はハロゲン塩(フッ素塩、塩
素塩、臭素塩、ヨウ素塩等)、カルボン酸塩、スルホン
酸塩、ホスホン酸塩、スルホンアミド塩、スルホニルイ
ミド塩(ビストリフルオロメタンスルホンイミド塩、ビ
スペンタフルオロエタンスルホンイミド塩等)、スルホ
ニルメチド塩、硫酸塩、チオシアン酸塩、シアン酸塩、
過塩素酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロ
りん酸塩等であってよく、好ましくはヨウ素塩、ビスト
リフルオロメタンスルホンイミド塩、チオシアン酸塩、
テトラフルオロホウ酸塩又はヘキサフルオロりん酸塩で
あり、より好ましくはヨウ素塩、ビストリフルオロメタ
ンスルホンイミド塩又はテトラフルオロホウ酸塩であ
り、特に好ましくはヨウ素塩である。アルカリ金属塩や
アルカリ土類金属塩の添加量は、好ましくは色素に対し
て0.1〜1000倍モルであり、より好ましくは1〜500倍モ
ルであり、特に好ましくは10〜100倍モルである。
In the above-mentioned alkali metal salt and alkaline earth metal salt, the anion species forming a salt by forming a pair with an alkali metal cation or an alkaline earth metal cation is not particularly limited. These salts include halogen salts (fluorine salt, chlorine salt, bromine salt, iodine salt, etc.), carboxylate salt, sulfonate salt, phosphonate salt, sulfonamide salt, sulfonylimide salt (bistrifluoromethanesulfonimide salt, bispenta salt). Fluoroethanesulfonimide salt, etc.), sulfonylmethide salt, sulfate, thiocyanate, cyanate,
It may be perchlorate, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, etc., preferably iodine salt, bistrifluoromethanesulfonimide salt, thiocyanate,
Tetrafluoroborate or hexafluorophosphate, more preferably iodine salt, bistrifluoromethanesulfonimide salt or tetrafluoroborate salt, particularly preferably iodine salt. The addition amount of the alkali metal salt or the alkaline earth metal salt is preferably 0.1 to 1000 times mol, more preferably 1 to 500 times mol, and particularly preferably 10 to 100 times mol to the dye.

【0101】色素間の凝集を低減する目的では、界面活
性な性質を持つ、カルボキシル基を有するステロイド化
合物(ケノデオキシコール酸等)や下記のようなスルホ
ン酸塩類などを色素吸着液に添加してもよい。
For the purpose of reducing agglomeration between dyes, a steroid compound having a carboxyl group (chenodeoxycholic acid or the like) having a surface active property and the following sulfonates may be added to the dye adsorbing solution. .

【0102】[0102]

【化20】 [Chemical 20]

【0103】(C)電荷輸送層 電荷輸送層は色素の酸化体に電子を補充する機能を有す
る電荷輸送材料を含有する層である。本発明で用いる電
荷輸送材料は、(i)イオンが関わる電荷輸送材料であっ
ても、(ii)固体中のキャリアー移動が関わる電荷輸送材
料であってもよい。(i)イオンが関わる電荷輸送材料と
しては、酸化還元対イオンを含有する溶融塩電解質組成
物、酸化還元対のイオンが溶解した溶液(電解液)、酸
化還元対の溶液をポリマーマトリクスのゲルに含浸した
いわゆるゲル電解質組成物、固体電解質組成物等が挙げ
られ、(ii)固体中のキャリアー移動が関わる電荷輸送材
料としては、電子輸送材料や正孔(ホール)輸送材料等
が挙げられる。これらの電荷輸送材料は、複数併用する
ことができる。本発明では、電荷輸送層に溶融塩電解質
組成物又は電解液を用いるのが好ましい。
(C) Charge Transport Layer The charge transport layer is a layer containing a charge transport material having a function of replenishing the dye oxidant with electrons. The charge-transporting material used in the present invention may be (i) a charge-transporting material involving ions or (ii) a charge-transporting material involving carrier transfer in a solid. (i) As a charge transport material involving ions, a molten salt electrolyte composition containing a redox counter ion, a solution in which ions of the redox pair are dissolved (electrolyte), a solution of the redox pair in a gel of a polymer matrix Examples thereof include a so-called gel electrolyte composition and a solid electrolyte composition that have been impregnated, and (ii) examples of the charge transport material involved in carrier transfer in a solid include an electron transport material and a hole transport material. A plurality of these charge transport materials can be used in combination. In the present invention, it is preferable to use a molten salt electrolyte composition or an electrolytic solution for the charge transport layer.

【0104】(1)溶融塩電解質組成物 溶融塩電解質は、光電変換効率と耐久性の両立という観
点から、電荷輸送材料に好ましく使用される。溶融塩電
解質とは、室温において液状であるか、又は低融点の電
解質であり、例えばWO95/18456号、特開平8-259543号、
電気化学, 第65巻, 11号, 923頁 (1997年)等に記載され
ているピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリ
ウム塩等を挙げることができる。溶融塩の融点は100℃
以下であるのが好ましく、室温付近において液状である
のが特に好ましい。
(1) Molten Salt Electrolyte Composition A molten salt electrolyte is preferably used as a charge transport material from the viewpoint of achieving both photoelectric conversion efficiency and durability. The molten salt electrolyte is a liquid at room temperature, or an electrolyte having a low melting point, for example, WO95 / 18456, JP-A-8-259543,
Pyridinium salts, imidazolium salts, triazolium salts and the like described in Electrochemistry, Vol. 65, No. 11, page 923 (1997) and the like can be mentioned. The melting point of molten salt is 100 ℃
The following is preferable, and a liquid state at around room temperature is particularly preferable.

【0105】本発明では、下記一般式(Y-a)、(Y-b)及び
(Y-c)のいずれかにより表される溶融塩が好ましく使用
できる。
In the present invention, the following general formulas (Ya), (Yb) and
The molten salt represented by any of (Yc) can be preferably used.

【0106】[0106]

【化21】 [Chemical 21]

【0107】一般式(Y-a)中のQy1は窒素原子と共に5又
は6員環の芳香族カチオンを形成する原子団を表す。Q
y1は炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄
原子からなる群から選ばれる原子により構成されるのが
好ましい。Qy1が形成する5員環はオキサゾール環、チ
アゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、イソオキ
サゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、
トリアゾール環、インドール環又はピロール環であるの
が好ましく、オキサゾール環、チアゾール環又はイミダ
ゾール環であるのがより好ましく、オキサゾール環又は
イミダゾール環であるのが特に好ましい。Qy1が形成す
る6員環はピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、
ピラジン環又はトリアジン環であるのが好ましく、ピリ
ジン環であるのが特に好ましい。
Q y1 in the general formula (Ya) represents an atomic group forming a 5- or 6-membered aromatic cation together with a nitrogen atom. Q
y1 is preferably composed of an atom selected from the group consisting of carbon atom, hydrogen atom, nitrogen atom, oxygen atom and sulfur atom. The 5-membered ring formed by Q y1 is an oxazole ring, a thiazole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, an isoxazole ring, a thiadiazole ring, an oxadiazole ring,
It is preferably a triazole ring, an indole ring or a pyrrole ring, more preferably an oxazole ring, a thiazole ring or an imidazole ring, particularly preferably an oxazole ring or an imidazole ring. The 6-membered ring formed by Q y1 is a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring,
A pyrazine ring or a triazine ring is preferable, and a pyridine ring is particularly preferable.

【0108】一般式(Y-b)中のAy1は窒素原子又はリン原
子を表す。
A y1 in the general formula (Yb) represents a nitrogen atom or a phosphorus atom.

【0109】一般式(Y-a)、(Y-b)及び(Y-c)中のRy1〜R
y11はそれぞれ独立に置換又は無置換のアルキル基(好
ましくは炭素原子数1〜24であり、直鎖状であっても分
岐状であっても、また環式であってもよく、例えばメチ
ル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ペンチ
ル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、
t-オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル
基、2-ヘキシルデシル基、オクタデシル基、シクロヘキ
シル基、シクロペンチル基等)、或いは置換又は無置換
のアルケニル基(好ましくは炭素原子数2〜24であり、
直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えばビニル
基、アリル基等)を表す。Ry1〜Ry11はそれぞれ独立
に、より好ましくは炭素原子数2〜18のアルキル基又は
炭素原子数2〜18のアルケニル基であり、特に好ましく
は炭素原子数2〜6のアルキル基である。
R y1 to R in the general formulas (Ya), (Yb) and (Yc)
y11 is independently a substituted or unsubstituted alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, may be linear or branched, or may be cyclic, for example, a methyl group , Ethyl group, propyl group, isopropyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group,
t-octyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, 2-hexyldecyl group, octadecyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, etc., or a substituted or unsubstituted alkenyl group (preferably having 2 to 24 carbon atoms) ,
It may be linear or branched and represents, for example, a vinyl group or an allyl group. R y1 to R y11 each independently represent, more preferably, an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.

【0110】一般式(Y-b)中のRy2〜Ry5のうち2つ以上
が互いに連結してAy1を含む非芳香族環を形成してもよ
く、一般式(Y-c)中のRy6〜Ry11のうち2つ以上が互いに
連結して環を形成してもよい。
[0110] Two or more of the general formula (Yb) R y2 ~R y5 in is linked to each other may form a non-aromatic ring containing A y1, R y6 ~ in the general formula (Yc) Two or more of R y11 may be linked to each other to form a ring.

【0111】上記Qy1及びRy1〜Ry11は置換基を有してい
てもよい。この置換基の好ましい例としては、ハロゲン
原子(F、Cl、Br、I等)、シアノ基、アルコキシ基(メ
トキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基、メトキシ
エトキシエトキシ基等)、アリーロキシ基(フェノキシ
基等)、アルキルチオ基(メチルチオ基、エチルチオ基
等)、アルコキシカルボニル基(エトキシカルボニル基
等)、炭酸エステル基(エトキシカルボニルオキシ基
等)、アシル基(アセチル基、プロピオニル基、ベンゾ
イル基等)、スルホニル基(メタンスルホニル基、ベン
ゼンスルホニル基等)、アシルオキシ基(アセトキシ
基、ベンゾイルオキシ基等)、スルホニルオキシ基(メ
タンスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基
等)、ホスホニル基(ジエチルホスホニル基等)、アミ
ド基(アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等)、カ
ルバモイル基(N,N-ジメチルカルバモイル基等)、アル
キル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基、シクロプロピル基、ブチル基、2-カルボキシエチ
ル基、ベンジル基等)、アリール基(フェニル基、トル
イル基等)、複素環基(ピリジル基、イミダゾリル基、
フラニル基等)、アルケニル基(ビニル基、1-プロペニ
ル基等)、シリル基、シリルオキシ基等が挙げられる。
The above Q y1 and R y1 to R y11 may have a substituent. Preferred examples of this substituent include a halogen atom (F, Cl, Br, I, etc.), a cyano group, an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, methoxyethoxy group, methoxyethoxyethoxy group, etc.), aryloxy group (phenoxy group, etc.). Etc.), alkylthio group (methylthio group, ethylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (ethoxycarbonyl group, etc.), carbonic acid ester group (ethoxycarbonyloxy group, etc.), acyl group (acetyl group, propionyl group, benzoyl group, etc.), sulfonyl Group (methanesulfonyl group, benzenesulfonyl group, etc.), acyloxy group (acetoxy group, benzoyloxy group, etc.), sulfonyloxy group (methanesulfonyloxy group, toluenesulfonyloxy group, etc.), phosphonyl group (diethylphosphonyl group, etc.), Amido group (acetylamino group, benzoyl group Amino group, etc.), carbamoyl group (N, N-dimethylcarbamoyl group, etc.), alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, butyl group, 2-carboxyethyl group, benzyl group, etc.) , Aryl groups (phenyl group, toluyl group, etc.), heterocyclic groups (pyridyl group, imidazolyl group,
Furanyl group etc.), alkenyl group (vinyl group, 1-propenyl group etc.), silyl group, silyloxy group and the like.

【0112】一般式(Y-a)、(Y-b)及び(Y-c)のいずれか
により表される溶融塩は、Qy1及びRy 1〜Ry11のいずれか
を介して多量体を形成してもよい。
The molten salt represented by any of the general formulas (Ya), (Yb) and (Yc) may form a multimer via Q y1 and R y 1 to R y11. .

【0113】一般式(Y-a)、(Y-b)及び(Y-c)中、X-はア
ニオンを表す。X-の好ましい例としてはハロゲン化物イ
オン(I-、Cl-、Br-等)、SCN-、BF4 -、PF6 -、ClO4 -
(CF3SO2)2N-、(CF3CF2SO2)2N-、CH3SO3 -、CF3SO3 -、CF3
COO-、Ph4B-、(CF3SO2)3C-、等が挙げられる。X-はI-
SCN-、CF3SO3 -、CF3COO-、(CF3SO2)2N-又はBF4 -である
のがより好ましい。
In formulas (Ya), (Yb) and (Yc), X represents an anion. Preferred examples of X are halide ions (I , Cl , Br −, etc.), SCN , BF 4 , PF 6 , ClO 4 ,
(CF 3 SO 2) 2 N -, (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, CH 3 SO 3 -, CF 3 SO 3 -, CF 3
COO , Ph 4 B , (CF 3 SO 2 ) 3 C , and the like. X - is I -,
More preferably, it is SCN , CF 3 SO 3 , CF 3 COO , (CF 3 SO 2 ) 2 N or BF 4 .

【0114】本発明で好ましく用いられる溶融塩の具体
例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されるわけ
ではない。
Specific examples of the molten salt preferably used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0115】[0115]

【化22】 [Chemical 22]

【0116】[0116]

【化23】 [Chemical 23]

【0117】[0117]

【化24】 [Chemical 24]

【0118】[0118]

【化25】 [Chemical 25]

【0119】[0119]

【化26】 [Chemical 26]

【0120】[0120]

【化27】 [Chemical 27]

【0121】溶融塩は単独で使用しても2種以上混合し
て使用してもよい。また、LiI等の他のヨウ素塩やLiB
F4、CF3COOLi、CF3COONa、LiSCN、NaSCN等のアルカリ金
属塩を併用することもできる。アルカリ金属塩の添加量
は、組成物全体に対して0.02〜2質量%であるのが好ま
しく、0.1〜1質量%がさらに好ましい。
The molten salt may be used alone or in combination of two or more kinds. In addition, other iodine salts such as LiI and LiB
Alkali metal salts such as F 4 , CF 3 COOLi, CF 3 COONa, LiSCN and NaSCN can also be used together. The amount of the alkali metal salt added is preferably 0.02 to 2% by mass, more preferably 0.1 to 1% by mass, based on the entire composition.

【0122】溶融塩電解質は常温で溶融状態であるのが
好ましく、これを含有する組成物には溶媒を用いない方
が好ましい。後述する溶媒を添加しても構わないが、溶
融塩の含有量は組成物全体に対して50質量%以上である
のが好ましく、90質量%以上であるのが特に好ましい。
また、組成物が含む塩のうち50質量%以上がヨウ素塩で
あることが好ましい。
The molten salt electrolyte is preferably in a molten state at room temperature, and it is preferable not to use a solvent in the composition containing the molten salt electrolyte. The solvent described below may be added, but the content of the molten salt is preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more, based on the entire composition.
Further, it is preferable that 50 mass% or more of the salt contained in the composition is an iodine salt.

【0123】溶融塩電解質組成物にはヨウ素を添加する
のが好ましく、この場合、ヨウ素の含有量は、組成物全
体に対して0.1〜20質量%であるのが好ましく、0.5〜5
質量%であるのがより好ましい。
Iodine is preferably added to the molten salt electrolyte composition, and in this case, the content of iodine is preferably 0.1 to 20% by mass, and 0.5 to 5% by mass based on the whole composition.
More preferably, it is mass%.

【0124】(2)電解液 電解液は電解質、溶媒及び添加物から構成されることが
好ましい。電解液には、電解質としてI2とヨウ化物(Li
I、NaI、KI、CsI、CaI2等の金属ヨウ化物、テトラアル
キルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイ
ド、イミダゾリウムヨーダイド等の4級アンモニウム化
合物ヨウ素塩等)の組み合わせ、Br2と臭化物(LiBr、N
aBr、KBr、CsBr、CaBr2等の金属臭化物、テトラアルキ
ルアンモニウムブロマイド、ピリジニウムブロマイド等
の4級アンモニウム化合物臭素塩等)の組み合わせのほ
か、フェロシアン酸塩−フェリシアン酸塩やフェロセン
−フェリシニウムイオン等の金属錯体、ポリ硫化ナトリ
ウム、アルキルチオール−アルキルジスルフィド等のイ
オウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノン−キノン等
を用いることができる。この中でもI2とLiI又はピリジ
ニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイド等の4級
アンモニウム化合物ヨウ素塩を組み合わせた電解質が好
ましい。上述した電解質は混合して用いてもよい。
(2) Electrolyte Solution The electrolyte solution is preferably composed of an electrolyte, a solvent and additives. The electrolyte contains I 2 and iodide (Li
Combinations of metal iodides such as I, NaI, KI, CsI, and CaI 2 , quaternary ammonium compound iodine salts such as tetraalkylammonium iodide, pyridinium iodide, imidazolium iodide, etc., Br 2 and bromide (LiBr, N
aBr, KBr, CsBr, CaBr 2 and other metal bromides, tetraalkylammonium bromide, pyridinium bromide and other quaternary ammonium compound bromine salts, etc.), as well as ferrocyanate-ferricyanate and ferrocene-ferricinium ions. And the like, sodium polysulfide, sulfur compounds such as alkylthiol-alkyldisulfide, viologen dyes, hydroquinone-quinone, and the like can be used. Among these, an electrolyte in which I 2 and LiI or a quaternary ammonium compound iodine salt such as pyridinium iodide or imidazolium iodide is combined is preferable. You may mix and use the above-mentioned electrolyte.

【0125】電解液中の電解質濃度は好ましくは0.1〜1
0Mであり、より好ましくは0.2〜4Mである。また、電解
液にヨウ素を添加する場合の好ましいヨウ素の添加濃度
は0.01〜0.5Mである。
The electrolyte concentration in the electrolytic solution is preferably 0.1 to 1
It is 0M, and more preferably 0.2 to 4M. When iodine is added to the electrolytic solution, the preferable addition concentration of iodine is 0.01 to 0.5M.

【0126】電解液に使用する溶媒は、粘度が低くイオ
ン移動度を向上したり、若しくは誘電率が高く有効キャ
リアー濃度を向上したりして、優れたイオン伝導性を発
現できる化合物であることが望ましい。このような溶媒
としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート等のカーボネート化合物、3-メチル-2-オキサゾリ
ジノン等の複素環化合物、ジオキサン、ジエチルエーテ
ル等のエーテル化合物、エチレングリコールジアルキル
エーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、
ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロ
ピレングリコールジアルキルエーテル等の鎖状エーテル
類、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノ
アルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキル
エーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテ
ル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテル等
のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、グリセリン等の多価アルコール類、アセトニト
リル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、
プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合
物、ジメチルスルホキシド、スルフォラン等の非プロト
ン極性物質、水等が挙げられ、これらを混合して用いる
こともできる。
The solvent used in the electrolytic solution is a compound which has a low viscosity and improves the ion mobility, or a high dielectric constant and the effective carrier concentration, and which can exhibit excellent ionic conductivity. desirable. As such a solvent, ethylene carbonate, a carbonate compound such as propylene carbonate, a heterocyclic compound such as 3-methyl-2-oxazolidinone, dioxane, an ether compound such as diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether,
Chain ethers such as polyethylene glycol dialkyl ether, polypropylene glycol dialkyl ether, alcohols such as methanol, ethanol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl ether, polypropylene glycol monoalkyl ether, ethylene glycol , Propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyhydric alcohols such as glycerin, acetonitrile, glutadinitrile, methoxyacetonitrile,
Examples thereof include nitrile compounds such as propionitrile and benzonitrile, aprotic polar substances such as dimethylsulfoxide and sulfolane, water and the like, and these can be mixed and used.

【0127】また、J. Am. Ceram. Soc., 80 (12) 3157
-3171 (1997)に記載されているようなtert-ブチルピリ
ジンや、2-ピコリン、2,6-ルチジン等の塩基性化合物
や、上記化合物(I)を前述の溶融塩電解質組成物や電解
液に添加することが好ましく、化合物(I)を添加するこ
とがより好ましい。塩基性化合物又は化合物(I)を電解
液に添加する場合の好ましい濃度範囲は0.05〜2Mであ
る。溶融塩電解質組成物に添加する場合、組成物全体に
対する塩基性化合物又は化合物(I)の質量比は好ましく
は0.1〜40質量%であり、より好ましくは1〜20質量%
である。
Also, J. Am. Ceram. Soc., 80 (12) 3157.
-3171 (1997) as described in tert-butylpyridine, 2-picoline, a basic compound such as 2,6-lutidine, the above compound (I) a molten salt electrolyte composition or electrolytic solution as described above. To the compound (I), more preferably to the compound (I). When the basic compound or compound (I) is added to the electrolytic solution, the preferred concentration range is 0.05 to 2M. When added to the molten salt electrolyte composition, the mass ratio of the basic compound or compound (I) to the entire composition is preferably 0.1 to 40 mass%, more preferably 1 to 20 mass%.
Is.

【0128】(3)ゲル電解質組成物 本発明では、ポリマー添加、オイルゲル化剤添加、多官
能モノマー類を含む重合、ポリマーの架橋反応等の手法
により、前述の溶融塩電解質組成物や電解液をゲル化
(固体化)させて使用することもできる。ポリマー添加
によりゲル化させる場合は、“Polymer Electrolyte Re
views-1及び2”(J. R. MacCallumとC.A. Vincentの
共編、ELSEVIER APPLIED SCIENCE)に記載された化合物
を使用することができるが、特にポリアクリロニトリル
及びポリフッ化ビニリデンが好ましく使用できる。オイ
ルゲル化剤添加によりゲル化させる場合は工業科学雑誌
(J.Chem. Soc. Japan, Ind. Chem. Sec.), 46, 779
(1943)、J. Am. Chem. Soc.,111, 5542 (1989)、J. Che
m. Soc., Chem. Commun., 1993, 390、Angew. Chem.In
t. Ed. Engl., 35, 1949 (1996)、Chem. Lett., 1996,
885、及びJ. Chem. Soc., Chem. Commun., 1997, 545に
記載されている化合物を使用することができるが、好ま
しい化合物は分子構造中にアミド構造を有する化合物で
ある。電解液をゲル化した例は特開平11-185863号に、
溶融塩電解質をゲル化した例は特開2000-58140号にも記
載されており、これらも本発明に適用できる。
(3) Gel Electrolyte Composition In the present invention, the above-mentioned molten salt electrolyte composition or electrolytic solution is prepared by a technique such as addition of a polymer, addition of an oil gelling agent, polymerization containing polyfunctional monomers, and crosslinking reaction of a polymer. It can also be used by gelling (solidifying). When gelling by adding a polymer, use “Polymer Electrolyte Re
The compounds described in views-1 and 2 "(JR MacCallum and CA Vincent co-edited, ELSEVIER APPLIED SCIENCE) can be used, but polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride are particularly preferably used. Gels can be added by adding an oil gelling agent. In case of chemical conversion, Journal of Industrial Science (J. Chem. Soc. Japan, Ind. Chem. Sec.), 46, 779
(1943), J. Am. Chem. Soc., 111, 5542 (1989), J. Che.
m. Soc., Chem. Commun., 1993, 390, Angew. Chem. In
t. Ed. Engl., 35, 1949 (1996), Chem. Lett., 1996,
Although the compounds described in 885 and J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1997, 545 can be used, preferred compounds are compounds having an amide structure in the molecular structure. An example of gelling an electrolytic solution is disclosed in JP-A-11-185863.
Examples of gelling the molten salt electrolyte are also described in JP-A-2000-58140, and these are also applicable to the present invention.

【0129】また、ポリマーの架橋反応によりゲル化さ
せる場合、架橋可能な反応性基を含有するポリマー及び
架橋剤を併用することが望ましい。この場合、好ましい
架橋可能な反応性基は、アミノ基、含窒素複素環(ピリ
ジン環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール
環、トリアゾール環、モルホリン環、ピペリジン環、ピ
ペラジン環等)であり、好ましい架橋剤は、窒素原子に
対して求電子反応可能な2官能以上の試薬(ハロゲン化
アルキル類、ハロゲン化アラルキル類、スルホン酸エス
テル類、酸無水物、酸クロライド類、イソシアネート化
合物、α,β-不飽和スルホニル化合物、α,β-不飽和カ
ルボニル化合物、α,β-不飽和ニトリル化合物等)であ
り、特開2000-17076号及び同2000-86724号に記載されて
いる架橋技術も適用できる。
When the polymer is gelated by a crosslinking reaction, it is desirable to use a polymer having a crosslinkable reactive group and a crosslinking agent together. In this case, the preferred crosslinkable reactive group is an amino group, a nitrogen-containing heterocycle (pyridine ring, imidazole ring, thiazole ring, oxazole ring, triazole ring, morpholine ring, piperidine ring, piperazine ring, etc.) The agent is a bifunctional or higher functional reagent capable of undergoing an electrophilic reaction with respect to a nitrogen atom (halogenated alkyls, halogenated aralkyls, sulfonic acid esters, acid anhydrides, acid chlorides, isocyanate compounds, α, β-unsaturated compounds). Saturated sulfonyl compounds, α, β-unsaturated carbonyl compounds, α, β-unsaturated nitrile compounds, etc.), and the crosslinking techniques described in JP-A Nos. 2000-17076 and 2000-86724 can also be applied.

【0130】(4)正孔輸送材料 本発明では、溶融塩等のイオン伝導性電解質のかわり
に、有機又は無機或いはこの両者を組み合わせた固体の
正孔輸送材料を使用することができる。
(4) Hole Transport Material In the present invention, a solid hole transport material which is organic or inorganic or a combination of both may be used in place of the ion conductive electrolyte such as molten salt.

【0131】(a)有機正孔輸送材料 本発明に適用可能な有機正孔輸送材料としては、J. Hag
en, et al., Synthetic Metal, 89, 215-220 (1997)、N
ature, Vol.395, 8 Oct., p583-585 (1998)及びWO97/10
617、特開昭59-194393号、特開平5-234681号、米国特許
第4,923,774号、特開平4-308688号、米国特許第4,764,6
25号、特開平3-269084号、特開平4-129271号、特開平4-
175395号、特開平4-264189号、特開平4-290851号、特開
平4-364153号、特開平5-25473号、特開平5-239455号、
特開平5-320634号、特開平6-1972号、特開平7-138562
号、特開平7-252474号、特開平11-144773号等に示され
る芳香族アミン類や、特開平11-149821号、特開平11-14
8067号、特開平11-176489号等に記載のトリフェニレン
誘導体類を好ましく用いることができる。また、Adv.Ma
ter., 9, No.7, p557 (1997)、Angew. Chem. Int. Ed.
Engl., 34, No.3, p303-307 (1995)、JACS, Vol.120, N
o.4, p664-672 (1998)等に記載されているオリゴチオフ
ェン化合物、K. Murakoshi, et al., Chem. Lett. p471
(1997)に記載のポリピロール、“Handbook of Organic
Conductive Molecules and Polymers, Vol. 1,2,3,4”
(NALWA著、WILEY出版)に記載されているポリアセチレ
ン及びその誘導体、ポリ(p-フェニレン)及びその誘導
体、ポリ(p-フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ
チエニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及
びその誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリトル
イジン及びその誘導体等の導電性高分子を好ましく使用
することができる。
(A) Organic Hole Transport Material As an organic hole transport material applicable to the present invention, J. Hag
en, et al., Synthetic Metal, 89, 215-220 (1997), N
ature, Vol.395, 8 Oct., p583-585 (1998) and WO97 / 10.
617, JP-A-59-194393, JP-A-5-234681, U.S. Pat.No. 4,923,774, JP-A-4-308688, U.S. Pat.No. 4,764,6
No. 25, JP-A No. 3-269084, JP-A No. 41-29271, JP-A No. 4-
175395, JP 4-264189, JP 4-290851, JP 4-364153, JP 5-25473, JP 5-239455,
JP-A-5-320634, JP-A-6-1972, JP-A7-138562
Aromatic amines shown in JP-A-7-252474, JP-A-11-144773 and the like, JP-A-11-149821, JP-A-11-14
The triphenylene derivatives described in 8067, JP-A-11-176489 and the like can be preferably used. Also, Adv.Ma
ter., 9, No.7, p557 (1997), Angew. Chem. Int. Ed.
Engl., 34, No.3, p303-307 (1995), JACS, Vol.120, N
o.4, p664-672 (1998), etc., oligothiophene compounds, K. Murakoshi, et al., Chem. Lett. p471.
(1997), polypyrrole, “Handbook of Organic
Conductive Molecules and Polymers, Vol. 1,2,3,4 ”
(NALWA, WILEY Publishing), polyacetylene and its derivatives, poly (p-phenylene) and its derivatives, poly (p-phenylenevinylene) and its derivatives, polythienylenevinylene and its derivatives, polythiophene and its derivatives. Conductive polymers such as polyaniline and its derivatives and polytoluidine and its derivatives can be preferably used.

【0132】正孔輸送材料にはNature, Vol.395, 8 Oc
t., p583-585 (1998)に記載されているようにドーパン
トレベルをコントロールするためにトリス(4-ブロモフ
ェニル)アミニウムヘキサクロロアンチモネートのよう
なカチオンラジカルを含有する化合物を添加したり、酸
化物半導体表面のポテンシャル制御(空間電荷層の補
償)を行うためにLi[(CF3SO2)2N]のような塩を添加して
も構わない。
For the hole transport material, Nature, Vol. 395, 8 Oc
t., p583-585 (1998) to add or oxidize compounds containing cation radicals such as tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate to control dopant levels. A salt such as Li [(CF 3 SO 2 ) 2 N] may be added in order to control the potential of the surface of the semiconductor layer (compensation of the space charge layer).

【0133】(b)無機正孔輸送材料 無機正孔輸送材料としては、p型無機化合物半導体を用
いることができる。この目的のp型無機化合物半導体
は、バンドギャップが2eV以上であることが好ましく、
2.5eV以上であることがより好ましい。また、p型無機化
合物半導体のイオン化ポテンシャルは色素の正孔を還元
できる条件から、色素吸着電極のイオン化ポテンシャル
より小さいことが必要である。使用する色素によってp
型無機化合物半導体のイオン化ポテンシャルの好ましい
範囲は異なってくるが、一般に4.5eV以上5.5eV以下であ
ることが好ましく、さらに4.7eV以上5.3eV以下であるこ
とが好ましい。好ましいp型無機化合物半導体は1価の
銅を含む化合物半導体であり、1価の銅を含む化合物半
導体の例としてはCuI、CuSCN、CuInSe2、Cu(In,Ga)S
e 2、CuGaSe2、Cu2O、CuS、CuGaS2、CuInS2、CuAlSe2
が挙げられる。この中でもCuI及びCuSCNが好ましく、Cu
Iが最も好ましい。このほかのp型無機化合物半導体とし
ては、GaP、NiO、CoO、FeO、Bi2O3、MoO2、Cr2O3等を用
いることができる。
(B) Inorganic hole transport material A p-type inorganic compound semiconductor is used as the inorganic hole transport material.
Can be P-type inorganic compound semiconductor for this purpose
Preferably has a bandgap of 2 eV or more,
It is more preferably 2.5 eV or more. Also, p-type mineralization
The ionization potential of the compound semiconductor reduces the holes of the dye
From the conditions that can be achieved, the ionization potential of the dye adsorption electrode
It needs to be smaller. P depending on the dye used
Of ionization potential of type inorganic compound semiconductor
The range will be different, but generally 4.5eV or more and 5.5eV or less
It is preferable that it is 4.7 eV or more and 5.3 eV or less.
And are preferred. The preferred p-type inorganic compound semiconductor is monovalent
A compound semiconductor containing copper, which is a compound semiconductor containing monovalent copper
Examples of conductors are CuI, CuSCN, CuInSe2, Cu (In, Ga) S
e 2, CuGaSe2, Cu2O, CuS, CuGaS2, CuInS2, CuAlSe2etc
Is mentioned. Among these, CuI and CuSCN are preferable, and Cu
I is the most preferred. Other p-type inorganic compound semiconductors
GaP, NiO, CoO, FeO, Bi2O3, MoO2, Cr2O3Etc.
Can be

【0134】(5)電荷輸送層の形成 電荷輸送層の形成方法に関しては2通りの方法が可能で
ある。1つは感光層の上に先に対極を貼り合わせてお
き、その間隙に液状の電荷輸送層を挟み込む方法であ
る。もう1つは感光層上に直接、電荷輸送層を付与する
方法で、対極はその後付与することになる。
(5) Formation of Charge Transport Layer There are two methods for forming the charge transport layer. One is a method in which a counter electrode is attached to the photosensitive layer first, and a liquid charge transport layer is sandwiched in the gap. The other method is to apply the charge transport layer directly on the photosensitive layer, and the counter electrode will be applied thereafter.

【0135】前者の方法の場合、電荷輸送層の挟み込み
方法として、浸漬等による毛管現象を利用する常圧プロ
セス、又は常圧より低い圧力にして間隙の気相を液相に
置換する真空プロセスを利用できる。
In the case of the former method, as a method for sandwiching the charge transport layer, an atmospheric pressure process utilizing a capillary phenomenon due to dipping or the like, or a vacuum process in which the gas phase in the gap is replaced with a liquid phase by making the pressure lower than atmospheric pressure. Available.

【0136】後者の方法の場合、湿式の電荷輸送層にお
いては未乾燥のまま対極を付与し、エッジ部の液漏洩防
止措置を施すことになる。またゲル電解質の場合には湿
式で塗布して重合等の方法により固体化する方法があ
り、その場合には乾燥、固定化した後に対極を付与する
こともできる。電解液のほか湿式有機正孔輸送材料やゲ
ル電解質を付与する方法としては、前述の半導体微粒子
層や色素の付与と同様の方法を利用できる。
In the case of the latter method, the counter electrode is provided in the wet charge transport layer in an undried state, and a measure for preventing liquid leakage at the edge portion is taken. In the case of a gel electrolyte, there is a method of applying it by a wet method and solidifying it by a method such as polymerization. In that case, a counter electrode can be provided after drying and fixing. As a method of applying the wet organic hole transporting material and the gel electrolyte in addition to the electrolytic solution, the same method as the method of applying the semiconductor fine particle layer and the dye can be used.

【0137】固体電解質や固体の正孔輸送材料の場合に
は真空蒸着法やCVD法等のドライ成膜処理で電荷輸送層
を形成し、その後対極を付与することもできる。有機正
孔輸送材料は真空蒸着法、キャスト法、塗布法、スピン
コート法、浸漬法、電解重合法、光電解重合法等の手法
により電極内部に導入することができる。無機固体化合
物の場合も、キャスト法、塗布法、スピンコート法、浸
漬法、電解析出法、無電解メッキ法等の手法により電極
内部に導入することができる。
In the case of a solid electrolyte or a solid hole transport material, it is also possible to form a charge transport layer by a dry film forming process such as a vacuum vapor deposition method or a CVD method, and then apply a counter electrode. The organic hole transport material can be introduced into the electrode by a method such as a vacuum vapor deposition method, a casting method, a coating method, a spin coating method, a dipping method, an electrolytic polymerization method or a photoelectrolytic polymerization method. Also in the case of an inorganic solid compound, it can be introduced into the electrode by a method such as a casting method, a coating method, a spin coating method, a dipping method, an electrolytic deposition method and an electroless plating method.

【0138】(D)対極 対極は前述の導電性支持体と同様に、導電性材料からな
る対極導電層の単層構造でもよいし、対極導電層と支持
基板から構成されていてもよい。対極導電層に用いる導
電材としては、金属(白金、金、銀、銅、アルミニウ
ム、マグネシウム、インジウム等)、炭素、及び導電性
金属酸化物(インジウム−スズ複合酸化物、フッ素ドー
プ酸化スズ等)が挙げられる。この中でも白金、金、
銀、銅、アルミニウム及びマグネシウムが好ましく使用
することができる。対極に用いる支持基板は、好ましく
はガラス基板又はプラスチック基板であり、これに上記
の導電材を塗布又は蒸着して用いる。対極導電層の厚さ
は特に制限されないが、3nm〜10μmが好ましい。対極
導電層の表面抵抗は低い程よい。好ましい表面抵抗の範
囲としては50Ω/□以下であり、さらに好ましくは20Ω
/□以下である。
(D) Counter Electrode The counter electrode may have a single-layer structure of a counter electrode conductive layer made of a conductive material, or may be composed of a counter electrode conductive layer and a supporting substrate, like the above-mentioned conductive support. As the conductive material used for the counter conductive layer, metals (platinum, gold, silver, copper, aluminum, magnesium, indium, etc.), carbon, and conductive metal oxides (indium-tin composite oxide, fluorine-doped tin oxide, etc.) Is mentioned. Among these, platinum, gold,
Silver, copper, aluminum and magnesium can be preferably used. The support substrate used for the counter electrode is preferably a glass substrate or a plastic substrate, and the conductive material is applied or vapor-deposited on the support substrate. Although the thickness of the counter conductive layer is not particularly limited, it is preferably 3 nm to 10 μm. The lower the surface resistance of the counter conductive layer, the better. The preferred surface resistance range is 50Ω / □ or less, more preferably 20Ω / □.
/ □ or less.

【0139】導電性支持体と対極のいずれか一方又は両
方から光を照射してよいので、感光層に光が到達するた
めには、導電性支持体と対極の少なくとも一方が実質的
に透明であればよい。発電効率の向上の観点からは、導
電性支持体を透明にして光を導電性支持体側から入射さ
せるのが好ましい。この場合、対極は光を反射する性質
を有するのが好ましい。このような対極としては、金属
又は導電性酸化物を蒸着したガラス又はプラスチック、
或いは金属薄膜を使用できる。
Since light may be irradiated from either or both of the conductive support and the counter electrode, in order for the light to reach the photosensitive layer, at least one of the conductive support and the counter electrode is substantially transparent. I wish I had it. From the viewpoint of improving power generation efficiency, it is preferable to make the conductive support transparent and allow light to enter from the side of the conductive support. In this case, the counter electrode preferably has a property of reflecting light. As such a counter electrode, glass or plastic deposited with a metal or a conductive oxide,
Alternatively, a thin metal film can be used.

【0140】対極は電荷輸送層上に直接導電剤を塗布、
メッキ又は蒸着(PVD、CVD)するか、導電層を有する基
板の導電層側を貼り付ければよい。また、導電性支持体
の場合と同様に、特に対極が透明の場合には対極の抵抗
を下げる目的で金属リードを用いるのが好ましい。な
お、好ましい金属リードの材質及び設置方法、金属リー
ド設置による入射光量の低下等は導電性支持体の場合と
同じである。
For the counter electrode, a conductive agent is applied directly on the charge transport layer,
It may be plated or vapor-deposited (PVD, CVD), or attached to the conductive layer side of a substrate having a conductive layer. Further, as in the case of the conductive support, it is preferable to use a metal lead for the purpose of reducing the resistance of the counter electrode, especially when the counter electrode is transparent. The preferable material and installation method of the metal lead, the decrease in the amount of incident light due to the installation of the metal lead, and the like are the same as in the case of the conductive support.

【0141】(E)その他の層 対極と導電性支持体の短絡を防止するため、導電性支持
体と感光層の間には、緻密な半導体の薄膜層を下塗り層
として予め塗設しておくことが好ましい。この下塗り層
により短絡を防止する方法は、電荷輸送層に電子輸送材
料や正孔輸送材料を用いる場合は特に有効である。下塗
り層は好ましくはTiO2、SnO2、Fe2O3、WO3、ZnO又はNb2
O5からなり、さらに好ましくはTiO2からなる。下塗り層
は、例えばElectrochim. Acta, 40, 643-652 (1995)に
記載されているスプレーパイロリシス法や、スパッタ法
等により塗設することができる。下塗り層の好ましい膜
厚は5〜1000nmであり、10〜500nmがさらに好ましい。
(E) Other layers In order to prevent a short circuit between the counter electrode and the conductive support, a dense thin film layer of a semiconductor is previously coated as an undercoat layer between the conductive support and the photosensitive layer. It is preferable. The method of preventing a short circuit by this undercoat layer is particularly effective when an electron transport material or a hole transport material is used for the charge transport layer. The subbing layer is preferably TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , ZnO or Nb 2
It consists of O 5 , and more preferably TiO 2 . The undercoat layer can be applied by, for example, a spray pyrolysis method described in Electrochim. Acta, 40, 643-652 (1995), a sputtering method, or the like. The thickness of the undercoat layer is preferably 5 to 1000 nm, more preferably 10 to 500 nm.

【0142】また、電極として作用する導電性支持体と
対極の一方又は両方の外側表面、導電層と基板の間又は
基板の中間に、保護層、反射防止層等の機能性層を設け
てもよい。これらの機能性層の形成には、その材質に応
じて塗布法、蒸着法、貼り付け法等を用いることができ
る。
Further, a functional layer such as a protective layer or an antireflection layer may be provided on the outer surface of one or both of the counter electrode and the conductive support acting as an electrode, or between the conductive layer and the substrate or between the substrates. Good. For forming these functional layers, a coating method, a vapor deposition method, a sticking method or the like can be used depending on the material.

【0143】(F)光電変換素子の内部構造の具体例 上述のように、光電変換素子の内部構造は目的に合わせ
様々な形態が可能である。大きく2つに分ければ、両面
から光の入射が可能な構造と、片面からのみ可能な構造
が可能である。図2〜図9に本発明に好ましく適用でき
る光電変換素子の内部構造を例示する。
(F) Specific Example of Internal Structure of Photoelectric Conversion Element As described above, the internal structure of the photoelectric conversion element can be variously formed according to the purpose. If roughly divided into two, it is possible to have a structure in which light can enter from both sides and a structure in which light can enter from only one side. 2 to 9 exemplify the internal structure of the photoelectric conversion element which is preferably applicable to the present invention.

【0144】図2に示す構造は、透明導電層10aと透明
対極導電層40aとの間に、感光層20と電荷輸送層30とを
介在させたものであり、両面から光が入射する構造とな
っている。図3に示す構造は、透明基板50a上に一部金
属リード11を設け、その上に透明導電層10aを設け、下
塗り層60、感光層20、電荷輸送層30及び対極導電層40を
この順で設け、更に支持基板50を配置したものであり、
導電層側から光が入射する構造となっている。図4に示
す構造は、支持基板50上に導電層10を有し、下塗り層60
を介して感光層20を設け、更に電荷輸送層30と透明対極
導電層40aとを設け、一部に金属リード11を設けた透明
基板50aを金属リード11側を内側にして配置したもので
あり、対極側から光が入射する構造である。図5に示す
構造は、透明基板50a上に一部金属リード11を設け、更
に透明導電層10a(又は40a)を設けたもの1組の間に下
塗り層60、感光層20及び電荷輸送層30を介在させたもの
であり、両面から光が入射する構造である。図6に示す
構造は、透明基板50a上に透明導電層10a、下塗り層60、
感光層20、電荷輸送層30及び対極導電層40を設け、この
上に支持基板50を配置したものであり、導電層側から光
が入射する構造である。図7に示す構造は、支持基板50
上に導電層10を有し、下塗り層60を介して感光層20を設
け、更に電荷輸送層30及び透明対極導電層40aを設け、
この上に透明基板50aを配置したものであり、対極側か
ら光が入射する構造である。図8に示す構造は、透明基
板50a上に透明導電層10aを有し、下塗り層60を介して感
光層20を設け、更に電荷輸送層30及び透明対極導電層40
aを設け、この上に透明基板50aを配置したものであり、
両面から光が入射する構造となっている。図9に示す構
造は、支持基板50上に導電層10を設け、下塗り層60を介
して感光層20を設け、更に固体の電荷輸送層30を設け、
この上に一部対極導電層40又は金属リード11を有するも
のであり、対極側から光が入射する構造となっている。
In the structure shown in FIG. 2, the photosensitive layer 20 and the charge transport layer 30 are interposed between the transparent conductive layer 10a and the transparent counter electrode conductive layer 40a, and light is incident from both sides. Has become. In the structure shown in FIG. 3, the metal substrate 11 is partially provided on the transparent substrate 50a, the transparent conductive layer 10a is provided thereon, and the undercoat layer 60, the photosensitive layer 20, the charge transport layer 30, and the counter electrode conductive layer 40 are arranged in this order. And the support substrate 50 is further arranged,
The structure is such that light enters from the conductive layer side. The structure shown in FIG. 4 has a conductive layer 10 on a supporting substrate 50 and an undercoat layer 60.
The photosensitive layer 20 is provided via the above, the charge transport layer 30 and the transparent counter electrode conductive layer 40a are further provided, and the transparent substrate 50a partially provided with the metal lead 11 is arranged with the metal lead 11 side inside. The structure in which light is incident from the counter electrode side. In the structure shown in FIG. 5, a metal lead 11 is partially provided on a transparent substrate 50a, and a transparent conductive layer 10a (or 40a) is further provided between a set of an undercoat layer 60, a photosensitive layer 20, and a charge transport layer 30. Is a structure in which light is incident from both sides. The structure shown in FIG. 6 includes a transparent conductive layer 10a, an undercoat layer 60, and a transparent conductive layer 10a on a transparent substrate 50a.
The photosensitive layer 20, the charge transport layer 30, and the counter electrode conductive layer 40 are provided, and the support substrate 50 is disposed on the photosensitive layer 20, and the light is incident from the conductive layer side. The structure shown in FIG. 7 has a supporting substrate 50.
Having the conductive layer 10 on the top, the photosensitive layer 20 is provided via the undercoat layer 60, further the charge transport layer 30 and the transparent counter electrode conductive layer 40a are provided,
The transparent substrate 50a is arranged on this, and the structure is such that light enters from the counter electrode side. In the structure shown in FIG. 8, the transparent conductive layer 10a is provided on the transparent substrate 50a, the photosensitive layer 20 is provided via the undercoat layer 60, and the charge transport layer 30 and the transparent counter conductive layer 40 are further provided.
a is provided, and the transparent substrate 50a is arranged on this,
The structure is such that light enters from both sides. In the structure shown in FIG. 9, the conductive layer 10 is provided on the support substrate 50, the photosensitive layer 20 is provided via the undercoat layer 60, and the solid charge transport layer 30 is further provided.
A part of the counter electrode conductive layer 40 or the metal lead 11 is provided on this, and the structure is such that light enters from the counter electrode side.

【0145】[V]光電池 本発明の光電池は、上記本発明の光電変換素子に外部負
荷で仕事をさせるようにしたものである。光電池のう
ち、電荷輸送材料が主としてイオン輸送材料からなる場
合を特に光電気化学電池と呼び、また、太陽光による発
電を主目的とする場合を太陽電池と呼ぶ。
[V] Photocell The photocell of the present invention is one in which the photoelectric conversion element of the present invention is caused to work by an external load. Of the photovoltaic cells, the case where the charge transport material mainly consists of the ion transport material is called a photoelectrochemical cell, and the case where the main purpose is power generation by sunlight is called a solar cell.

【0146】光電池の側面は、構成物の劣化や内容物の
揮散を防止するためにポリマーや接着剤等で密封するの
が好ましい。導電性支持体及び対極にリードを介して接
続する外部回路自体は公知のものでよい。
The side surface of the photovoltaic cell is preferably sealed with a polymer, an adhesive or the like in order to prevent deterioration of the constituents and volatilization of the contents. The external circuit itself, which is connected to the conductive support and the counter electrode via the lead, may be a known one.

【0147】本発明の光電変換素子を太陽電池に適用す
る場合も、そのセル内部の構造は基本的に上述した光電
変換素子の構造と同じである。また、本発明の光電変換
素子を用いた色素増感型太陽電池は、従来の太陽電池モ
ジュールと基本的には同様のモジュール構造をとりう
る。太陽電池モジュールは、一般的には金属、セラミッ
ク等の支持基板の上にセルが構成され、その上を充填樹
脂や保護ガラス等で覆い、支持基板の反対側から光を取
り込む構造をとるが、支持基板に強化ガラス等の透明材
料を用い、その上にセルを構成してその透明の支持基板
側から光を取り込む構造とすることも可能である。具体
的には、スーパーストレートタイプ、サブストレートタ
イプ、ポッティングタイプと呼ばれるモジュール構造、
アモルファスシリコン太陽電池等で用いられる基板一体
型モジュール構造等が知られており、本発明の光電変換
素子を用いた色素増感型太陽電池も使用目的や使用場所
及び環境により、適宜モジュール構造を選択できる。具
体的には、特願平11-8457号、特開2000-268892号等に記
載の構造や態様とすることが好ましい。
When the photoelectric conversion element of the present invention is applied to a solar cell, the internal structure of the cell is basically the same as that of the photoelectric conversion element described above. Further, the dye-sensitized solar cell using the photoelectric conversion element of the present invention can basically have the same module structure as the conventional solar cell module. In the solar cell module, cells are generally formed on a supporting substrate such as metal or ceramic, and the structure is covered with a filling resin or protective glass to take in light from the opposite side of the supporting substrate. It is also possible to use a transparent material such as tempered glass for the supporting substrate and construct a cell on the transparent material to take in light from the transparent supporting substrate side. Specifically, a module structure called super straight type, substrate type, potting type,
A substrate-integrated module structure used in an amorphous silicon solar cell or the like is known, and a dye-sensitized solar cell using the photoelectric conversion element of the present invention is also selected as appropriate depending on the purpose of use, place of use and environment. it can. Specifically, the structures and aspects described in Japanese Patent Application No. 11-8457 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-268892 are preferable.

【0148】[0148]

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0149】合成例1 化合物Ib-1の合成 3.8gの3-アミノピリジン、5.7mlのトリエチルアミン及
び50mlのアセトニトリルからなる溶液に、窒素雰囲気
下、6.8mlの無水トリフルオロメタンスルホン酸及び50m
lの塩化メチレンからなる溶液を-50℃でゆっくりと滴下
した。得られた反応液をそのまま1時間撹拌し、室温ま
で温度を上昇して更に1時間撹拌した。これを濾過して
得られたろ液を濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマ
トグラフィーで精製して6.4gの3-トリフルオロメタンス
ルホンアミドピリジンを得た。0.4gの3-トリフルオロメ
タンスルホンアミドピリジンを1.2gの水酸化ナトリウム
及び80mlの水からなる水溶液に溶解させ、これに4.6gの
硝酸銀及び20mlの水からなる水溶液を添加した。この反
応液を40℃で2時間撹拌した後、反応液中に生成した沈
殿物をろ別しアセトニトリルで洗浄した。洗浄した沈殿
物を50mlのアセトニトリルに添加し、これに2.7gの1-エ
チル-3-メチルイミダゾリウムブロマイド及び50mlの水
からなる水溶液を添加した。得られた混合物を40℃で2
時間撹拌した後、沈殿した臭化銀をろ過により除去し、
次いでろ液を濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマト
グラフィーで精製し、真空ポンプで乾燥して3.0gの化合
物Ib-1を得た。得られた化合物Ib-1は室温で低粘度の液
体であった。また、化合物Ib-1の構造は1H-NMR及びMASS
スペクトルで確認した。化合物Ib-1の1H-NMRピークシフ
ト値を以下に示す。1 H-NMR(δ値、重ジメチルスルホキサイド):9.33 (s,
1H)、8.28 (s, 1H)、8.08 (d, 1H)、7.51 (d, 1H)、7.
31 (s, 1H)、7.30 (s, 1H)、7.07 (dd, 1H)、4.09 (q,
2H)、3.89 (s, 3H)、1.49 (t, 3H).
Synthesis Example 1 Synthesis of Compound Ib-1 A solution consisting of 3.8 g of 3-aminopyridine, 5.7 ml of triethylamine and 50 ml of acetonitrile was added to a solution of 6.8 ml of trifluoromethanesulfonic anhydride and 50 m under a nitrogen atmosphere.
A solution consisting of 1 methylene chloride was slowly added dropwise at -50 ° C. The obtained reaction liquid was stirred as it was for 1 hour, the temperature was raised to room temperature, and further stirred for 1 hour. The filtrate obtained by filtering this was concentrated, and the residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 6.4 g of 3-trifluoromethanesulfonamide pyridine. 0.4 g of 3-trifluoromethanesulfonamide pyridine was dissolved in an aqueous solution of 1.2 g of sodium hydroxide and 80 ml of water, and to this was added an aqueous solution of 4.6 g of silver nitrate and 20 ml of water. The reaction solution was stirred at 40 ° C. for 2 hours, and then the precipitate formed in the reaction solution was filtered and washed with acetonitrile. The washed precipitate was added to 50 ml of acetonitrile, to which was added an aqueous solution consisting of 2.7 g of 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide and 50 ml of water. The resulting mixture is 2 at 40 ° C.
After stirring for hours, the precipitated silver bromide was removed by filtration,
Then, the filtrate was concentrated, the residue was purified by silica gel column chromatography, and dried by a vacuum pump to obtain 3.0 g of compound Ib-1. The obtained compound Ib-1 was a low viscosity liquid at room temperature. The structure of compound Ib-1 is 1 H-NMR and MASS.
Confirmed by spectrum. The 1 H-NMR peak shift value of compound Ib-1 is shown below. 1 H-NMR (δ value, heavy dimethyl sulfoxide): 9.33 (s,
1H), 8.28 (s, 1H), 8.08 (d, 1H), 7.51 (d, 1H), 7.
31 (s, 1H), 7.30 (s, 1H), 7.07 (dd, 1H), 4.09 (q,
2H), 3.89 (s, 3H), 1.49 (t, 3H).

【0150】実施例1 1.二酸化チタン粒子塗布液の作製 オートクレーブ温度を230℃にしたこと以外はバルベら
のジャーナル・オブ・アメリカン・セラミック・ソサエ
ティ, 第80巻, 3157頁に記載の方法と同様の方法で、二
酸化チタン濃度が11質量%の二酸化チタン粒子分散物を
得た。この分散物中の二酸化チタン粒子の平均サイズは
約10nmであった。この分散物に二酸化チタンに対して20
質量%のポリエチレングリコール(分子量20000、和光
純薬製)を添加し、混合して二酸化チタン粒子塗布液を
得た。
Example 1 1. Preparation of Titanium Dioxide Particle Coating Solution Same as the method described in Barbe et al., Journal of American Ceramic Society, Volume 80, page 3157, except that the autoclave temperature was 230 ° C. By the method described above, a titanium dioxide particle dispersion having a titanium dioxide concentration of 11 mass% was obtained. The average size of the titanium dioxide particles in this dispersion was about 10 nm. 20 to titanium dioxide in this dispersion
Mass% polyethylene glycol (molecular weight 20000, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and mixed to obtain a titanium dioxide particle coating solution.

【0151】2.色素吸着二酸化チタン電極の作製 (1)色素吸着電極の作製 フッ素をドープした酸化スズをコーティングした透明導
電性ガラス(日本板硝子製、表面抵抗:約10Ω/cm2
の導電面側に上記二酸化チタン粒子塗布液をドクターブ
レードで120μmの厚さに塗布し、25℃で30分間乾燥した
後、電気炉(ヤマト科学製「マッフル炉FP-32型」)を
用いて450℃で30分間焼成し、冷却して二酸化チタン層
を形成し、二酸化チタン電極を得た。透明導電性ガラス
の単位面積あたりの二酸化チタン塗布量は18g/m2であ
り、二酸化チタン層の膜厚は12μmであった。得られた
二酸化チタン電極をルテニウム錯体色素R-1(シス-(ジ
チオシアネート)-N,N'-ビス(2,2'-ビピリジル-4,4'-ジ
カルボキシリックアシッド)ルテニウム(II)錯体)を含
有する色素吸着液に25℃で16時間浸漬し、エタノール及
びアセトニトリルで順次洗浄して、色素吸着電極T-1を
作製した。なお、色素吸着液はルテニウム錯体色素R-1
及びエタノールとアセトニトリルの混合溶媒(エタノー
ル:アセトニトリル=1:1(体積比))からなり、色
素吸着液中のルテニウム錯体色素R-1の濃度は3×10-4
モル/リットルとした。また、色素吸着液に1×10-2
ル/リットルの濃度となるようにヨウ化リチウムを添加
したこと以外は色素吸着電極T-1の作製方法と同様にし
て、色素吸着電極T-2を作製した。更に、ルテニウム錯
体色素R-1に換えてルテニウム錯体色素R-10を用いたこ
と以外は色素吸着電極T-1と同様に、色素吸着電極T-3を
作製した。
2. Preparation of dye-adsorbing titanium dioxide electrode (1) Preparation of dye-adsorbing electrode Transparent conductive glass coated with fluorine-doped tin oxide (manufactured by Nippon Sheet Glass, surface resistance: about 10 Ω / cm 2 ).
After applying the titanium dioxide particle coating solution to the conductive surface side of the above with a doctor blade to a thickness of 120 μm and drying at 25 ° C for 30 minutes, use an electric furnace ("Muffle furnace FP-32 type" manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) It was baked at 450 ° C. for 30 minutes and cooled to form a titanium dioxide layer to obtain a titanium dioxide electrode. The amount of titanium dioxide applied per unit area of the transparent conductive glass was 18 g / m 2 , and the film thickness of the titanium dioxide layer was 12 μm. The obtained titanium dioxide electrode was applied to the ruthenium complex dye R-1 (cis- (dithiocyanate) -N, N'-bis (2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylic acid) ruthenium (II) complex. Was immersed in a dye-adsorbing solution containing) for 16 hours at 25 ° C., and sequentially washed with ethanol and acetonitrile to prepare a dye-adsorbing electrode T-1. The dye adsorbing liquid is the ruthenium complex dye R-1.
And a mixed solvent of ethanol and acetonitrile (ethanol: acetonitrile = 1: 1 (volume ratio)), and the concentration of the ruthenium complex dye R-1 in the dye adsorption liquid is 3 × 10 −4.
Mol / liter. In addition, the dye adsorbing electrode T-2 was prepared in the same manner as the dye adsorbing electrode T-1 except that lithium iodide was added to the dye adsorbing liquid to a concentration of 1 × 10 -2 mol / liter. It was made. Further, a dye adsorption electrode T-3 was prepared in the same manner as the dye adsorption electrode T-1 except that the ruthenium complex dye R-10 was used in place of the ruthenium complex dye R-1.

【0152】(2)処理電極の作製 上記色素吸着電極T-1〜T-3のいずれかを、下記表1に示
す処理液A-1〜A-5のいずれかに40℃で1.5時間浸漬し、
アセトニトリルで洗浄後、窒素気流下、暗所で乾燥し
て、処理電極TA-1〜TA-11をそれぞれ作製した。各処理
液が含有する化合物(I)、化合物(II)及び添加物を表1
に示す。なお、各処理液中の化合物(I)、化合物(II)及
び添加物の濃度はそれぞれ0.01モル/リットルとし、処
理液の溶媒としてはアセトニトリルを用いた。使用した
化合物(I)及びt-ブチルピリジンのpKa値を併せて表1に
示す。
(2) Preparation of Treatment Electrodes Any of the above dye adsorption electrodes T-1 to T-3 was immersed in any of the treatment liquids A-1 to A-5 shown in Table 1 below at 40 ° C. for 1.5 hours. Then
After washing with acetonitrile, it was dried in a dark place under a nitrogen stream to prepare treated electrodes TA-1 to TA-11. Table 1 shows compound (I), compound (II) and additives contained in each treatment liquid.
Shown in. The concentrations of compound (I), compound (II) and additives in each treatment liquid were 0.01 mol / liter, and acetonitrile was used as a solvent for the treatment liquid. Table 1 also shows the pKa values of the compound (I) and t-butylpyridine used.

【0153】[0153]

【表1】 [Table 1]

【0154】3.光電変換素子の作製 (1)電解液を用いた光電変換素子 上述のように得た色素吸着酸化チタン電極T-1(2cm×
2cm)をこれと同じ大きさの白金蒸着ガラスと重ね合わ
せた。次に、両ガラスの隙間に毛細管現象を利用して電
解液(ヨウ化1,3-ジメチルイミダゾリウム(0.65mol/
l)及びヨウ素(0.05mol/l)のアセトニトリル溶液)を
しみこませて酸化チタン電極中に導入し、比較用の光電
変換素子CS-1を得た。この光電変換素子は、図10に示す
ような、導電性ガラス1(ガラス2上に導電層3が設層
されたもの)、色素吸着二酸化チタン層4、電荷輸送層
5、白金層6及びガラス7が順に積層された構造を有す
る。また、電極を下記表2に示すものに換えたこと以外
は光電変換素子CS-1の作製と同様の方法により、比較用
の光電変換素子CS-2〜CS-6及び本発明の光電変換素子CS
-7〜CS-14をそれぞれ作製した。
3. Preparation of photoelectric conversion element (1) Photoelectric conversion element using electrolytic solution Dye-adsorbing titanium oxide electrode T-1 (2 cm ×) obtained as described above
2 cm) was overlaid with platinum vapor-deposited glass of the same size. Next, an electrolyte solution (1,3-dimethylimidazolium iodide (0.65mol /
l) and iodine (0.05 mol / l) in acetonitrile) were soaked and introduced into a titanium oxide electrode to obtain a photoelectric conversion element CS-1 for comparison. As shown in FIG. 10, this photoelectric conversion element comprises a conductive glass 1 (glass 2 on which a conductive layer 3 is provided), a dye-adsorbed titanium dioxide layer 4, a charge transport layer 5, a platinum layer 6 and a glass. 7 has a structure in which layers are sequentially stacked. Further, the photoelectric conversion elements CS-2 to CS-6 for comparison and the photoelectric conversion element of the present invention were prepared by the same method as in the production of the photoelectric conversion element CS-1 except that the electrodes were changed to those shown in Table 2 below. CS
-7 to CS-14 were prepared respectively.

【0155】(2)溶融塩電解質組成物を用いた光電変換
素子 上記電極T-1の二酸化チタン層(2cm×2cm)上に直径
1cmの丸い穴を持つ厚さ25μmの熱可塑性樹脂(1.5cm×
1.5cm)を載置し、100℃で20秒間圧着した。その後、こ
の熱可塑性樹脂の穴に、1-メチル-3-プロピルイミダゾ
リウムアイオダイド(Y6-8)と1-エチル-3-メチルイミ
ダゾリウムテトラフルオロボレード(Y6-2)の2:1
(質量比)混合液に2質量%のヨウ素I2を溶解して調製
した溶融塩電解質組成物を10μl注液し、50℃で12時間
放置することにより該溶融塩電解質組成物を色素吸着二
酸化チタン電極に染み込ませた。続いて、この電極に白
金蒸着ガラス(2cm×3cm)を重ね合わせ、はみ出した
余分な溶融塩電解質組成物を拭き取った後、130℃で30
秒間圧着して、比較用の光電変換素子CM-1を作製した。
なお、これらの操作はすべて露点-50℃以下のドライル
ーム内で行った。この光電変換素子は、図10に示すよう
な、導電性ガラス1(ガラス2上に導電層3が設層され
たもの)、色素吸着二酸化チタン層4、電荷輸送層5、
白金層6及びガラス7が順に積層された構造を有する。
また、電極を下記表3に示すものに換えたこと以外は光
電変換素子CM-1の作製と同様の方法により、比較用の光
電変換素子CM-2〜CM-6及び本発明の光電変換素子CM-7〜
CM-14をそれぞれ作製した。
(2) Photoelectric conversion element using molten salt electrolyte composition A 25 μm thick thermoplastic resin (1.5 cm) having a round hole with a diameter of 1 cm on the titanium dioxide layer (2 cm × 2 cm) of the electrode T-1. ×
(1.5 cm) was placed and pressure-bonded at 100 ° C. for 20 seconds. Then, in the hole of this thermoplastic resin, 2: 1 of 1-methyl-3-propylimidazolium iodide (Y6-8) and 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (Y6-2).
(Mass ratio) 10 μl of a molten salt electrolyte composition prepared by dissolving 2 % by mass of iodine I 2 in a mixed solution was poured, and the molten salt electrolyte composition was allowed to stand for 12 hours at 50 ° C. Soaked in the titanium electrode. Subsequently, platinum vapor-deposited glass (2 cm x 3 cm) was placed on this electrode, and the excess molten salt electrolyte composition that had squeezed out was wiped off.
A second photoelectric conversion element CM-1 for comparison was produced by pressure bonding for seconds.
All of these operations were performed in a dry room with a dew point of -50 ° C or lower. As shown in FIG. 10, the photoelectric conversion element includes a conductive glass 1 (a glass 2 on which a conductive layer 3 is provided), a dye-adsorbed titanium dioxide layer 4, a charge transport layer 5,
It has a structure in which a platinum layer 6 and a glass 7 are sequentially stacked.
Further, the photoelectric conversion elements CM-2 to CM-6 for comparison and the photoelectric conversion element of the present invention were prepared by the same method as in the production of the photoelectric conversion element CM-1 except that the electrodes were changed to those shown in Table 3 below. CM-7 ~
Each CM-14 was produced.

【0156】4.光電変換効率の測定 500Wのキセノンランプ(ウシオ製)の光を分光フィルタ
ー(Oriel社製「AM1.5」)を通すことにより模擬太陽光
を発生させた。この模擬太陽光の強度は垂直面において
100mW/cm2であった。各光電変換素子CS-1〜CS-14及びCM
-1〜CM-14の導電性ガラスの端部に銀ペーストを塗布し
て負極とし、この負極と白金蒸着ガラス(正極)を電流
電圧測定装置(ケースレーSMU238型)に接続した。各光
電変換素子に模擬太陽光を垂直に照射しながら電流電圧
特性を測定し光電変換効率を求めた。表2及び表3に各
光電変換素子の変換効率を示す。
4. Measurement of photoelectric conversion efficiency Simulated sunlight was generated by passing light of a 500 W xenon lamp (manufactured by USHIO) through a spectral filter ("AM1.5" manufactured by Oriel). The intensity of this simulated sunlight is vertical
It was 100 mW / cm 2 . Each photoelectric conversion element CS-1 to CS-14 and CM
-1 to CM-14 were coated with silver paste on the ends of the conductive glass to form a negative electrode, and the negative electrode and platinum vapor-deposited glass (positive electrode) were connected to a current-voltage measuring device (Keithley SMU238 type). The photoelectric conversion efficiency was obtained by measuring the current-voltage characteristics while irradiating each photoelectric conversion element vertically with simulated sunlight. Tables 2 and 3 show the conversion efficiency of each photoelectric conversion element.

【0157】[0157]

【表2】 [Table 2]

【0158】[0158]

【表3】 [Table 3]

【0159】表2及び表3より、半導体微粒子を化合物
(I)で処理していない比較用の光電変換素子CS-1〜CS-6
及びCM-1〜CM-6と比較して、化合物(I)で処理した本発
明の光電変換素子CS-7〜CS-14及びCM-7〜CM-14は、吸着
させた色素の種類や電荷輸送材料の種類によらずいずれ
も変換効率が高いことがわかる。また、半導体微粒子を
化合物(I)と化合物(II)で処理すると、更に変換効率が
向上することがわかる。
From Tables 2 and 3, the semiconductor fine particles were compounded.
Comparative photoelectric conversion elements CS-1 to CS-6 not processed by (I)
And, compared with CM-1 ~ CM-6, the photoelectric conversion elements CS-7 ~ CS-14 and CM-7 ~ CM-14 of the present invention treated with the compound (I), the type of the dye adsorbed or. It can be seen that the conversion efficiency is high regardless of the type of charge transport material. It is also found that the conversion efficiency is further improved by treating the semiconductor fine particles with the compound (I) and the compound (II).

【0160】実施例2 下記表4に示すように、ルテニウム錯体色素に換えてメ
ロシアニン色素M-3又はスクワリリウム色素M-1を用いた
こと以外は上記実施例1と同様に比較用の光電変換素子
CO-1、CO-2、CO-4及びCO-5、並びに本発明の光電変換素
子CO-3及びCO-6を作製した。なお、電荷輸送材料として
は上記溶融塩電解質組成物を用いた。また、色素吸着液
中の各色素の濃度は1×10-4mol/lとした。各光電変換
素子の変換効率を上記実施例1と同様に測定したとこ
ろ、表4に示したように、化合物(I)で半導体微粒子を
処理した本発明の光電変換素子CO-3及びCO-6は優れた変
換効率を示した。
Example 2 As shown in Table 4 below, a photoelectric conversion element for comparison was prepared in the same manner as in Example 1 except that a merocyanine dye M-3 or a squarylium dye M-1 was used instead of the ruthenium complex dye.
CO-1, CO-2, CO-4 and CO-5, and photoelectric conversion elements CO-3 and CO-6 of the present invention were produced. The molten salt electrolyte composition was used as the charge transport material. The concentration of each dye in the dye adsorbing liquid was 1 × 10 -4 mol / l. When the conversion efficiency of each photoelectric conversion element was measured in the same manner as in Example 1 above, as shown in Table 4, the photoelectric conversion elements CO-3 and CO-6 of the present invention in which the semiconductor fine particles were treated with the compound (I) were shown. Showed excellent conversion efficiency.

【0161】[0161]

【表4】 [Table 4]

【0162】[0162]

【発明の効果】以上詳述したように、半導体微粒子を化
合物(I)で処理することによって、従来よりも変換効率
に優れた色素増感光電変換素子が得られる。また、半導
体微粒子を化合物(I)と化合物(II)で処理すると変換効
率をより一層改善することができる。
As described in detail above, by treating the semiconductor fine particles with the compound (I), a dye-sensitized photoelectric conversion element having a higher conversion efficiency than before can be obtained. Further, the conversion efficiency can be further improved by treating the semiconductor fine particles with the compound (I) and the compound (II).

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

【図1】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a structure of a preferable photoelectric conversion element of the present invention.

【図2】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the structure of a preferable photoelectric conversion element of the present invention.

【図3】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the structure of a preferable photoelectric conversion element of the present invention.

【図4】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the structure of a preferable photoelectric conversion element of the present invention.

【図5】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the structure of a preferable photoelectric conversion element of the present invention.

【図6】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the structure of a preferable photoelectric conversion element of the present invention.

【図7】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the structure of a preferable photoelectric conversion element of the present invention.

【図8】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the structure of a preferable photoelectric conversion element of the present invention.

【図9】 本発明の好ましい光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the structure of a preferable photoelectric conversion element of the present invention.

【図10】 実施例で作製した光電変換素子の構造を示す
部分断面図である。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a structure of a photoelectric conversion element manufactured in an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・導電層 10a・・・透明導電層 11・・・金属リード 20・・・感光層 21・・・半導体微粒子 22・・・色素 23・・・電荷輸送材料 30・・・電荷輸送層 40・・・対極導電層 40a・・・透明対極導電層 50・・・基板 50a・・・透明基板 60・・・下塗り層 1・・・導電性ガラス 2・・・ガラス 3・・・導電層 4・・・色素吸着二酸化チタン層 5・・・電荷輸送層 6・・・白金層 7・・・ガラス 10 ... Conductive layer 10a ... Transparent conductive layer 11 ... Metal leads 20 ... Photosensitive layer 21 ... Semiconductor fine particles 22 ... Dye 23 ... Charge transport material 30 ... Charge transport layer 40 ... Counter electrode conductive layer 40a: Transparent counter electrode conductive layer 50 ... Substrate 50a ... Transparent substrate 60 ... Undercoat layer 1 ... Conductive glass 2 ... glass 3 ... Conductive layer 4 ... Dye adsorption titanium dioxide layer 5 ... Charge transport layer 6 ... Platinum layer 7 ... glass

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 色素が吸着した半導体微粒子の層と導電
性支持体とを有する光電変換素子の作成方法において、
前記半導体微粒子を下記一般式(I)で表される化合物で
処理することを特徴とする光電変換素子の作成方法。 (A1-L)n1-A2・M ・・・(I) 一般式(I)中、A1は負電荷を有する基を表し、A2は塩基
性基を表し、Mは(A1-L)n1-A2の負電荷を中和するカチオ
ンを表し、Lは2価連結基又は単なる結合を表し、n1は
1〜3の整数を表す。
1. A method for producing a photoelectric conversion element having a layer of semiconductor fine particles having a dye adsorbed thereon and a conductive support,
A method for producing a photoelectric conversion element, which comprises treating the semiconductor fine particles with a compound represented by the following general formula (I). (A 1 -L) n 1 -A 2 · M (I) In the general formula (I), A 1 represents a group having a negative charge, A 2 represents a basic group, and M represents (A 1 -L) represents a cation to neutralize the negative charge of n1 -A 2, L represents a divalent linking group or a single bond, n1 represents an integer of 1 to 3.
【請求項2】 請求項1に記載の光電変換素子の作成方
法において、前記A1がN-を有することを特徴とする光電
変換素子の作成方法。
2. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the A 1 has N .
【請求項3】 請求項1又は2に記載の光電変換素子の
作成方法において、前記A2がピリジル基であることを特
徴とする光電変換素子の作成方法。
3. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 1 or 2, wherein A 2 is a pyridyl group.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の光電変
換素子の作成方法において、前記半導体微粒子を前記一
般式(I)で表される化合物と下記一般式(II)で表される
化合物で処理することを特徴とする光電変換素子の作成
方法。 【化1】 一般式(II)中、Xは酸素原子、硫黄原子、セレン原子又
はNR3を表し、R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子、脂
肪族炭化水素基、アリール基、ヘテロ環基、-OR4、-N(R
5)(R6)、-C(=O)R7、-C(=S)R8又はSO2R9を表し、Yは水素
原子、脂肪族炭化水素基、アリール基、ヘテロ環基、-O
R4、-N(R5)(R6)又は-SR10を表す。また、R3は水素原
子、脂肪族炭化水素基、ヒドロキシ基又はアルコキシ基
を表し、R4は水素原子又は脂肪族炭化水素基を表し、R5
及びR6はR1及びR2と同義であり、R7、R8及びR9はYと同
義であり、R10はR4と同義である。
4. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the semiconductor fine particles are represented by the compound represented by the general formula (I) and the general formula (II) below. A method for producing a photoelectric conversion element, which comprises treating with a compound. [Chemical 1] In the general formula (II), X represents an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR 3 , R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an aryl group, a heterocyclic group, -OR 4 , -N (R
5) (R 6), - C (= O) R 7, -C (= S) represents R 8 or SO 2 R 9, Y is a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an aryl group, a heterocyclic group, -O
Represents R 4 , -N (R 5 ) (R 6 ) or -SR 10 . R 3 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, a hydroxy group or an alkoxy group, R 4 represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group, R 5
And R 6 have the same meaning as R 1 and R 2 , R 7 , R 8 and R 9 have the same meaning as Y, and R 10 has the same meaning as R 4 .
【請求項5】 請求項4に記載の光電変換素子の作成方
法において、前記Xが酸素原子を表し、前記Yが-N(R5)(R
6)を表すことを特徴とする光電変換素子の作成方法。
5. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 4, wherein X represents an oxygen atom and Y represents —N (R 5 ) (R
6 ) A method for producing a photoelectric conversion element, characterized in that
【請求項6】 請求項4又は5に記載の光電変換素子の
作成方法において、前記一般式(II)で表される化合物が
-Si(R11)(R12)(R13)で表される置換基を有することを特
徴とする光電変換素子の作成方法。ただし、R11、R12
びR13はそれぞれ独立にヒドロキシ基、アルキルオキシ
基、イソシアネート基、ハロゲン原子又は脂肪族炭化水
素基を表し、R11、R12及びR13のうち少なくとも1つは
アルキルオキシ基、イソシアネート基又はハロゲン原子
である。
6. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 4 or 5, wherein the compound represented by the general formula (II) is
A method for producing a photoelectric conversion element, which has a substituent represented by -Si (R 11 ) (R 12 ) (R 13 ). However, R 11 , R 12 and R 13 each independently represent a hydroxy group, an alkyloxy group, an isocyanate group, a halogen atom or an aliphatic hydrocarbon group, and at least one of R 11 , R 12 and R 13 is alkyl. It is an oxy group, an isocyanate group or a halogen atom.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の光電変
換素子の作成方法において、前記半導体微粒子に前記色
素を吸着させた後に、前記一般式(I)で表される化合物
及び/又は前記一般式(II)で表される化合物で処理する
ことを特徴とする光電変換素子の作成方法。
7. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein after adsorbing the dye on the semiconductor fine particles, a compound represented by the general formula (I) and / or A method for producing a photoelectric conversion element, which comprises treating with a compound represented by the general formula (II).
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の光電変
換素子の作成方法において、前記色素がルテニウム錯体
色素であることを特徴とする光電変換素子の作成方法。
8. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the dye is a ruthenium complex dye.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の方法で
作成されることを特徴とする光電変換素子。
9. A photoelectric conversion element manufactured by the method according to claim 1.
【請求項10】 請求項9に記載の光電変換素子からなる
ことを特徴とする光電池。
10. A photovoltaic cell comprising the photoelectric conversion element according to claim 9.
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