JP2003197283A - 色素増感太陽電池 - Google Patents
色素増感太陽電池Info
- Publication number
- JP2003197283A JP2003197283A JP2001398965A JP2001398965A JP2003197283A JP 2003197283 A JP2003197283 A JP 2003197283A JP 2001398965 A JP2001398965 A JP 2001398965A JP 2001398965 A JP2001398965 A JP 2001398965A JP 2003197283 A JP2003197283 A JP 2003197283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dye
- layer
- metal oxide
- oxide semiconductor
- sensitized solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】金属酸化物半導体中での電子の再結合，逆反応
による損失により、高い光電変換効率が得られない問題
を解消し、励起して金属酸化物半導体中に注入された電
子を効率的に透明導電膜に到達させ、光電変換効率を大
幅に向上できるような色素増感太陽電池を提供する。 【解決手段】基板上に、少なくとも透明導電層、色素を
吸着させた多孔質の金属酸化物半導体層、電荷輸送層、
導電性触媒層および／または導電層を順に形成してなる
色素増感太陽電池において、前記金属酸化物半導体層中
に少なくとも１層以上の導電層が形成されており、か
つ、前記導電層と基板上に形成された透明導電層とが導
電性物質で短絡された構成とする。
による損失により、高い光電変換効率が得られない問題
を解消し、励起して金属酸化物半導体中に注入された電
子を効率的に透明導電膜に到達させ、光電変換効率を大
幅に向上できるような色素増感太陽電池を提供する。 【解決手段】基板上に、少なくとも透明導電層、色素を
吸着させた多孔質の金属酸化物半導体層、電荷輸送層、
導電性触媒層および／または導電層を順に形成してなる
色素増感太陽電池において、前記金属酸化物半導体層中
に少なくとも１層以上の導電層が形成されており、か
つ、前記導電層と基板上に形成された透明導電層とが導
電性物質で短絡された構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属酸化物半導体上
に吸着した増感色素により、光を吸収し、電気に変換す
る色素増感太陽電池に関するものである。
に吸着した増感色素により、光を吸収し、電気に変換す
る色素増感太陽電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に太陽電池には、単結晶シリコン太
陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、化合物半導体
太陽電池などが知られているが、製造コストや原材料コ
ストの抑制が難しく、太陽電池普及の妨げになってい
た。こうした中、半導体層表面に色素を担持させて構成
した電極を用いた色素増感太陽電池が、低コスト、高変
換効率という特徴を有していることが知られており、例
えば特許第２６６４１９４号もしくは特許第２１０１０
７９号各明細書に記述されている。
陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、化合物半導体
太陽電池などが知られているが、製造コストや原材料コ
ストの抑制が難しく、太陽電池普及の妨げになってい
た。こうした中、半導体層表面に色素を担持させて構成
した電極を用いた色素増感太陽電池が、低コスト、高変
換効率という特徴を有していることが知られており、例
えば特許第２６６４１９４号もしくは特許第２１０１０
７９号各明細書に記述されている。
【０００３】一般的に知られている色素増感太陽電池
は、透明導電膜上に色素が吸着した多孔質の金属酸化物
半導体を形成した光電極、および、透明あるいは不透明
導電膜および／または触媒となる導電膜からなる対向電
極、および電荷輸送層から構成され、電荷輸送層を介し
て光電極および対向電極を重ねることにより、色素増感
太陽電池は製造される。
は、透明導電膜上に色素が吸着した多孔質の金属酸化物
半導体を形成した光電極、および、透明あるいは不透明
導電膜および／または触媒となる導電膜からなる対向電
極、および電荷輸送層から構成され、電荷輸送層を介し
て光電極および対向電極を重ねることにより、色素増感
太陽電池は製造される。
【０００４】色素増感太陽電池の動作原理は、以下の通
りである。光電極側より入射した光は、透明導電膜およ
び金属酸化物半導体を通して金属酸化物半導体表面に担
持された色素によって吸収され、光を吸収した増感色素
は励起される。励起された色素は速やかに金属酸化物半
導体へ電子を渡し、電子は金属酸化物半導体中を伝い、
透明導電膜へと流れる。電子を出した後、正電荷を持つ
色素は電荷輸送層より電子を受け取ることにより中性に
戻る。以上のように、色素増感太陽電池は、光電極と対
向電極をそれぞれ負極および正極として動作する。
りである。光電極側より入射した光は、透明導電膜およ
び金属酸化物半導体を通して金属酸化物半導体表面に担
持された色素によって吸収され、光を吸収した増感色素
は励起される。励起された色素は速やかに金属酸化物半
導体へ電子を渡し、電子は金属酸化物半導体中を伝い、
透明導電膜へと流れる。電子を出した後、正電荷を持つ
色素は電荷輸送層より電子を受け取ることにより中性に
戻る。以上のように、色素増感太陽電池は、光電極と対
向電極をそれぞれ負極および正極として動作する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、色素増
感太陽電池において光電極に用いている二酸化チタンな
どの金属酸化物半導体は一般に多結晶体であり、光を吸
収して励起した色素により金属酸化物半導体に注入され
た電子の移動は、その他の過程における電子移動速度に
比べて非常に遅いことが知られている。そのため、金属
酸化物半導体中での電子の再結合，逆反応による損失に
より、高い光電変換効率が得られなかった。そこで本発
明は、金属酸化物半導体中に注入された電子を効率的に
透明導電膜に到達させ、光電変換効率を大幅に向上する
ための手段を提供することを目的とする。
感太陽電池において光電極に用いている二酸化チタンな
どの金属酸化物半導体は一般に多結晶体であり、光を吸
収して励起した色素により金属酸化物半導体に注入され
た電子の移動は、その他の過程における電子移動速度に
比べて非常に遅いことが知られている。そのため、金属
酸化物半導体中での電子の再結合，逆反応による損失に
より、高い光電変換効率が得られなかった。そこで本発
明は、金属酸化物半導体中に注入された電子を効率的に
透明導電膜に到達させ、光電変換効率を大幅に向上する
ための手段を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に、少
なくとも透明導電層、色素を吸着させた多孔質の金属酸
化物半導体層、電荷輸送層、導電性触媒層および／また
は導電層を順に形成してなる色素増感太陽電池におい
て、前記金属酸化物半導体層中に少なくとも１層以上の
導電層が形成されており、かつ、前記導電層と基板上に
形成された透明導電層とが導電性物質で短絡されている
ことを特徴とする色素増感太陽電池である。
なくとも透明導電層、色素を吸着させた多孔質の金属酸
化物半導体層、電荷輸送層、導電性触媒層および／また
は導電層を順に形成してなる色素増感太陽電池におい
て、前記金属酸化物半導体層中に少なくとも１層以上の
導電層が形成されており、かつ、前記導電層と基板上に
形成された透明導電層とが導電性物質で短絡されている
ことを特徴とする色素増感太陽電池である。
【０００７】また、本発明は、前記発明において、前記
金属酸化物半導体中に形成された導電層が櫛形に形成さ
れていることを特徴とする色素増感太陽電池である。
金属酸化物半導体中に形成された導電層が櫛形に形成さ
れていることを特徴とする色素増感太陽電池である。
【０００８】また、本発明は、前記発明において、前記
金属酸化物半導体中に形成された導電層が透明導電性物
質より成ることを特徴とする色素増感太陽電池である。
金属酸化物半導体中に形成された導電層が透明導電性物
質より成ることを特徴とする色素増感太陽電池である。
【０００９】また、本発明は、前記発明において、前記
金属酸化物半導体が、亜鉛、ニオブ、錫、チタン、バナ
ジウム、インジウム、タングステン、タンタル、ジルコ
ニウム、モリブデン、マンガンから選ばれる少なくとも
1種類以上の金属の酸化物であることを特徴とする色素
増感太陽電池である。
金属酸化物半導体が、亜鉛、ニオブ、錫、チタン、バナ
ジウム、インジウム、タングステン、タンタル、ジルコ
ニウム、モリブデン、マンガンから選ばれる少なくとも
1種類以上の金属の酸化物であることを特徴とする色素
増感太陽電池である。
【００１０】また、本発明は、前記発明において、前記
電荷輸送層が固体電解質またはｐ型半導体を含むことを
特徴とする色素増感太陽電池である。
電荷輸送層が固体電解質またはｐ型半導体を含むことを
特徴とする色素増感太陽電池である。
【００１１】また、本発明は、前記発明において、基板
がプラスチックフィルムであることを特徴とする色素増
感太陽電池である。
がプラスチックフィルムであることを特徴とする色素増
感太陽電池である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。図１は、本発明における色素増感太陽電
池の一実施例の構成を示した断面図である。本発明の色
素増感太陽電池１０は、図１に示すように基材１、透明
導電層２、透明導電層２と短絡されている導電層３、金
属酸化物半導体４、および金属酸化物半導体４に担持さ
れた色素５、さらには金属酸化物半導体４の空孔を満た
すように形成された電荷輸送層６、導電性触媒層７、透
明導電層８、および基材９により形成されている。図３
は、色素増感太陽電池１０における導電層３を上面から
捉えた形状の一例を示した図である。
細に説明する。図１は、本発明における色素増感太陽電
池の一実施例の構成を示した断面図である。本発明の色
素増感太陽電池１０は、図１に示すように基材１、透明
導電層２、透明導電層２と短絡されている導電層３、金
属酸化物半導体４、および金属酸化物半導体４に担持さ
れた色素５、さらには金属酸化物半導体４の空孔を満た
すように形成された電荷輸送層６、導電性触媒層７、透
明導電層８、および基材９により形成されている。図３
は、色素増感太陽電池１０における導電層３を上面から
捉えた形状の一例を示した図である。
【００１３】図４は、本発明における色素増感太陽電池
をモジュールにした際の一実施例の構成を示した断面図
である。本発明の色素増感太陽電池モジュール３０は、
基材１上に透明導電層２、透明導電層２と短絡されてい
る導電層３、金属酸化物半導体４、および金属酸化物半
導体４に担持された色素５、さらには金属酸化物半導体
４の空孔を満たすように形成された電荷輸送層６、導電
性触媒層７、透明導電層８が立体的かつ一定の間隔で配
列されるように、選択的なめっき、エッチング、ＰＶ
Ｄ、ＣＶＤ等の半導体プロセス技術、あるいはレーザス
クライビングや研削等の機械的技術を用いてパターニン
グすることによって作製することができる。
をモジュールにした際の一実施例の構成を示した断面図
である。本発明の色素増感太陽電池モジュール３０は、
基材１上に透明導電層２、透明導電層２と短絡されてい
る導電層３、金属酸化物半導体４、および金属酸化物半
導体４に担持された色素５、さらには金属酸化物半導体
４の空孔を満たすように形成された電荷輸送層６、導電
性触媒層７、透明導電層８が立体的かつ一定の間隔で配
列されるように、選択的なめっき、エッチング、ＰＶ
Ｄ、ＣＶＤ等の半導体プロセス技術、あるいはレーザス
クライビングや研削等の機械的技術を用いてパターニン
グすることによって作製することができる。
【００１４】ここで、本発明の色素増感太陽電池１０
は、図１に示す以外に、図２に示すように、導電層３を
１層でなく、２層にしてもよい。また、２層に限らず、
それ以上の層としても良いことはいうまでもない。
は、図１に示す以外に、図２に示すように、導電層３を
１層でなく、２層にしてもよい。また、２層に限らず、
それ以上の層としても良いことはいうまでもない。
【００１５】本発明において用いられる基材１あるいは
９としては、ガラスあるいはプラスチックフィルム、例
えばポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポ
リスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテル
スルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロー
ス等を用いることができるが、絶縁性、透明性のある基
材であれば何ら制限されるものではない。さらには、太
陽電池を使用する環境、寿命の観点から耐光性、耐熱性
を伴う基材が好ましい。入射する光を有効に取り入れる
ために、光電極に用いる基材の透明導電層が積層されて
いない側の表面に反射防止層を設けてもよい。
９としては、ガラスあるいはプラスチックフィルム、例
えばポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポ
リスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテル
スルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロー
ス等を用いることができるが、絶縁性、透明性のある基
材であれば何ら制限されるものではない。さらには、太
陽電池を使用する環境、寿命の観点から耐光性、耐熱性
を伴う基材が好ましい。入射する光を有効に取り入れる
ために、光電極に用いる基材の透明導電層が積層されて
いない側の表面に反射防止層を設けてもよい。
【００１６】本発明における透明導電層２及び８として
は、錫をドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素
やインジウムなどをドープされた酸化スズ、アルミニウ
ムやガリウムなどをドープした酸化亜鉛、およびその他
の可視光領域の吸収が少なく導電性の透明導電体が好ま
しい。
は、錫をドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素
やインジウムなどをドープされた酸化スズ、アルミニウ
ムやガリウムなどをドープした酸化亜鉛、およびその他
の可視光領域の吸収が少なく導電性の透明導電体が好ま
しい。
【００１７】透明導電層２及び８の形成方法としては真
空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラ
ズマＣＶＤ法等の真空成膜プロセスによることができる
が、いかなる成膜方法であっても構わない。
空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラ
ズマＣＶＤ法等の真空成膜プロセスによることができる
が、いかなる成膜方法であっても構わない。
【００１８】本発明における導電層３としては、錫をド
ープした酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素やインジウ
ムなどをドープされた酸化スズ、アルミニウムやガリウ
ムなどをドープした酸化亜鉛、およびその他の透明導電
体、またはアルミニウムや銀、白金などの金属を用いる
ことができる。
ープした酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素やインジウ
ムなどをドープされた酸化スズ、アルミニウムやガリウ
ムなどをドープした酸化亜鉛、およびその他の透明導電
体、またはアルミニウムや銀、白金などの金属を用いる
ことができる。
【００１９】導電層３の形成方法としては、透明導電層
２及び８と同様の方法を用いることができる。この際、
同時に導電層３は透明導電層２と短絡することができる
が、新たに導電性材料を形成する工程を設けて短絡して
もよい。導電層３を図３のような櫛形、あるいは梯子型
やその他の形状にする場合には、あらかじめ所望の形状
のマスクを金属酸化物半導体層上に固定した後に、前記
の方法で形成するなどの方法が適用できる。
２及び８と同様の方法を用いることができる。この際、
同時に導電層３は透明導電層２と短絡することができる
が、新たに導電性材料を形成する工程を設けて短絡して
もよい。導電層３を図３のような櫛形、あるいは梯子型
やその他の形状にする場合には、あらかじめ所望の形状
のマスクを金属酸化物半導体層上に固定した後に、前記
の方法で形成するなどの方法が適用できる。
【００２０】本発明における金属酸化物半導体４として
は、ｎ型半導体の性質を示す金属酸化物を用いることが
できる。具体的には亜鉛、ニオブ、錫、チタン、バナジ
ウム、インジウム、タングステン、タンタル、ジルコニ
ウム、モリブデン、マンガンの酸化物があげられる。ま
た、ＳｒＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＭｇＴ
ｉＯ3、ＳｒＮｂ2Ｏ6のようなペロブスカイト、あるい
はこれらの複合酸化物または酸化物混合物なども使用す
ることができる。
は、ｎ型半導体の性質を示す金属酸化物を用いることが
できる。具体的には亜鉛、ニオブ、錫、チタン、バナジ
ウム、インジウム、タングステン、タンタル、ジルコニ
ウム、モリブデン、マンガンの酸化物があげられる。ま
た、ＳｒＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＭｇＴ
ｉＯ3、ＳｒＮｂ2Ｏ6のようなペロブスカイト、あるい
はこれらの複合酸化物または酸化物混合物なども使用す
ることができる。
【００２１】金属酸化物半導体４の表面は、その上に担
持される色素量を増やすために、その投影面積に対す
る、実際の表面面積が２０倍以上、さらに好ましくは５
００倍以上必要である。このように表面粗さの大きな表
面を形成することにより、単位面積当たりの表面積が大
きくなり、吸着色素量が増加することにより、光の吸収
量を十分に増やすことができる。その積層膜厚は１μｍ
〜４０μｍの間で任意に選択することができるが、膜厚
が厚くなるほど金属酸化物半導体中に本発明の導電層を
多く形成するとより高い光電変換効率が得られる。
持される色素量を増やすために、その投影面積に対す
る、実際の表面面積が２０倍以上、さらに好ましくは５
００倍以上必要である。このように表面粗さの大きな表
面を形成することにより、単位面積当たりの表面積が大
きくなり、吸着色素量が増加することにより、光の吸収
量を十分に増やすことができる。その積層膜厚は１μｍ
〜４０μｍの間で任意に選択することができるが、膜厚
が厚くなるほど金属酸化物半導体中に本発明の導電層を
多く形成するとより高い光電変換効率が得られる。
【００２２】金属酸化物半導体４の形成方法としては、
金属ハロゲン化物、金属アルコキシドなどを加水分解し
て、焼成するゾルゲル法、あるいは金属、金属酸化物、
金属亜酸化物などを用いた真空蒸着法、スパッタリング
法などの真空成膜法を用いることができる。
金属ハロゲン化物、金属アルコキシドなどを加水分解し
て、焼成するゾルゲル法、あるいは金属、金属酸化物、
金属亜酸化物などを用いた真空蒸着法、スパッタリング
法などの真空成膜法を用いることができる。
【００２３】金属酸化物半導体４は、透明導電層２上に
形成した後、レーザスクライビングなどの方法により一
部を削り取った後に、導電層３を形成することにより導
電層３と透明導電層２を短絡させる。さらに、導電層３
上に金属酸化物半導体４形成し、以上の操作を任意の回
数繰り返すことにより、形成することができる。
形成した後、レーザスクライビングなどの方法により一
部を削り取った後に、導電層３を形成することにより導
電層３と透明導電層２を短絡させる。さらに、導電層３
上に金属酸化物半導体４形成し、以上の操作を任意の回
数繰り返すことにより、形成することができる。
【００２４】さらに金属酸化物半導体４は形成した後
に、プラズマ処理、コロナ処理、ＵＶ処理、酸または塩
基処理、あるいはその他の後処理を行っても良い。
に、プラズマ処理、コロナ処理、ＵＶ処理、酸または塩
基処理、あるいはその他の後処理を行っても良い。
【００２５】本発明における色素５は、起電力を発生さ
せることのできる光を吸収するものであれば、任意のも
のを選択することができる。このような色素として、例
えば、ルテニウム−トリス、ルテニウム−ビス、オスミ
ウム−トリス、オスミウム−ビス型の遷移金属錯体、ま
たはルテニウム−シス−ジアクア−ビピリシル錯体、ま
たはフタロシアニンやポルフィリン、ジチオラート錯
体、アセチルアセトナート錯体などのいわゆる金属キレ
ート錯体、およびシアニジン色素、メロシアニン色素、
ローダミン色素などの有機色素、およびオキサジアゾー
ル誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、クマリン誘導体、
スチルベン誘導体、芳香環を有する有機化合物、および
その他が好ましい。これらの色素は、吸光係数が大きく
かつ繰り返しの酸化還元に対して安定であることが好ま
しい。また色素分子は低分子化合物であってもよいし、
また繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。
せることのできる光を吸収するものであれば、任意のも
のを選択することができる。このような色素として、例
えば、ルテニウム−トリス、ルテニウム−ビス、オスミ
ウム−トリス、オスミウム−ビス型の遷移金属錯体、ま
たはルテニウム−シス−ジアクア−ビピリシル錯体、ま
たはフタロシアニンやポルフィリン、ジチオラート錯
体、アセチルアセトナート錯体などのいわゆる金属キレ
ート錯体、およびシアニジン色素、メロシアニン色素、
ローダミン色素などの有機色素、およびオキサジアゾー
ル誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、クマリン誘導体、
スチルベン誘導体、芳香環を有する有機化合物、および
その他が好ましい。これらの色素は、吸光係数が大きく
かつ繰り返しの酸化還元に対して安定であることが好ま
しい。また色素分子は低分子化合物であってもよいし、
また繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。
【００２６】また、上記色素は金属酸化物半導体上に化
学的に吸着することが好ましく、カルボキシル基、スル
ホン酸基、リン酸基、アミド基、アミノ基、カルボニル
基、ホスフィン基などの官能基を有することが好まし
い。また、このような官能基は色素分子中に複数個ある
方が好ましい。
学的に吸着することが好ましく、カルボキシル基、スル
ホン酸基、リン酸基、アミド基、アミノ基、カルボニル
基、ホスフィン基などの官能基を有することが好まし
い。また、このような官能基は色素分子中に複数個ある
方が好ましい。
【００２７】本発明における色素５の金属酸化物半導体
４への担持は、使用する色素により水系溶媒、有機系溶
媒から任意に選択された溶媒に色素を溶解した色素溶液
を用意した後、その色素溶液に金属酸化物半導体を浸漬
する。色素が金属酸化物半導体に吸着するのに十分な時
間経過した後に、金属酸化物半導体を色素溶液より引き
上げ、洗浄、乾燥することによって行うことができる。
必要に応じて金属酸化物半導体を色素溶液に浸漬する際
に、加熱してもよいし、色素溶液を酸性または塩基性に
してもよい。
４への担持は、使用する色素により水系溶媒、有機系溶
媒から任意に選択された溶媒に色素を溶解した色素溶液
を用意した後、その色素溶液に金属酸化物半導体を浸漬
する。色素が金属酸化物半導体に吸着するのに十分な時
間経過した後に、金属酸化物半導体を色素溶液より引き
上げ、洗浄、乾燥することによって行うことができる。
必要に応じて金属酸化物半導体を色素溶液に浸漬する際
に、加熱してもよいし、色素溶液を酸性または塩基性に
してもよい。
【００２８】本発明における電荷輸送層６に含有させる
電解質としては、一般に色素増感電池の電荷輸送層に用
いられる材料を任意に用いることができるが、例えばヨ
ウ素を包含するヨウ化物、臭化物、キノン錯体、ＴＣＮ
Ｑ錯体、ジシアノキノンジイミン錯体、およびその他が
好ましい。
電解質としては、一般に色素増感電池の電荷輸送層に用
いられる材料を任意に用いることができるが、例えばヨ
ウ素を包含するヨウ化物、臭化物、キノン錯体、ＴＣＮ
Ｑ錯体、ジシアノキノンジイミン錯体、およびその他が
好ましい。
【００２９】また、本発明の電荷輸送層６においては、
固体電解質やｐ型半導体を含む固体状電荷輸送層をもち
いることができる。このような電荷輸送層は、液状の電
荷輸送層を用いた場合に起こり得る液漏れの可能性がな
いため好ましい。
固体電解質やｐ型半導体を含む固体状電荷輸送層をもち
いることができる。このような電荷輸送層は、液状の電
荷輸送層を用いた場合に起こり得る液漏れの可能性がな
いため好ましい。
【００３０】固体状電荷輸送層に用いることのできる材
料の具体例としては、ドナー骨格としてトリフェニルア
ミン、ジフェニルアミン、フェニレンジアミンなどの芳
香族アミン化合物、ナフタレン、アントラセン、ビレン
などの縮合多環炭化水素、アゾベンゼンなどのアゾ化合
物、スチルベンなどの芳香環をエチレン結合やアセチレ
ン結合で連結した構造を有する化合物、アミノ基で置換
されたヘテロ芳香環化合物、ポルフィリン類、フタロシ
アン類などがあげられ、アクセプター骨格としてはキノ
ン類、テトラシアノキノジメタン類、ジシアノキノンジ
イミン類、テトラシアノエチレン、ビオローゲン類、ジ
チオール金属錯体などが挙げられる。また、その他固体
状電荷輸送層に用いることのできる材料として、Ｃｕ
Ｉ、ＡｇＩ、ＴｉＩ、およびその他の金属ヨウ化物、Ｃ
ｕＢｒ、ＣｕＳＣＮなどがある。また、ポリアルキレン
エーテルなどの高分子ゲルにヨウ化物、キノン錯体等を
抱含させて用いてもよい。これらの材料は、必要に応じ
て任意に組み合わせて用いることができる。
料の具体例としては、ドナー骨格としてトリフェニルア
ミン、ジフェニルアミン、フェニレンジアミンなどの芳
香族アミン化合物、ナフタレン、アントラセン、ビレン
などの縮合多環炭化水素、アゾベンゼンなどのアゾ化合
物、スチルベンなどの芳香環をエチレン結合やアセチレ
ン結合で連結した構造を有する化合物、アミノ基で置換
されたヘテロ芳香環化合物、ポルフィリン類、フタロシ
アン類などがあげられ、アクセプター骨格としてはキノ
ン類、テトラシアノキノジメタン類、ジシアノキノンジ
イミン類、テトラシアノエチレン、ビオローゲン類、ジ
チオール金属錯体などが挙げられる。また、その他固体
状電荷輸送層に用いることのできる材料として、Ｃｕ
Ｉ、ＡｇＩ、ＴｉＩ、およびその他の金属ヨウ化物、Ｃ
ｕＢｒ、ＣｕＳＣＮなどがある。また、ポリアルキレン
エーテルなどの高分子ゲルにヨウ化物、キノン錯体等を
抱含させて用いてもよい。これらの材料は、必要に応じ
て任意に組み合わせて用いることができる。
【００３１】本発明における電荷輸送層６の形成方法と
しては、ディッピング、スピンコーター、バーコータ
ー、ブレードコーター、ナイフコーター、リバースロー
ルコーター、グラビアロールコーター、スクイズコータ
ー、カーテンコーター、スプレイコーター、ダイコータ
ー等の塗工機を用いることができるが、連続塗工が可能
な方法がより好ましい。固体電解質またはｐ型半導体を
用いる場合には、任意の溶媒を用いた溶液にした後、上
記方法を用いて塗工し、基材１を任意の温度に加熱して
溶媒を蒸発させるなどにより形成する。
しては、ディッピング、スピンコーター、バーコータ
ー、ブレードコーター、ナイフコーター、リバースロー
ルコーター、グラビアロールコーター、スクイズコータ
ー、カーテンコーター、スプレイコーター、ダイコータ
ー等の塗工機を用いることができるが、連続塗工が可能
な方法がより好ましい。固体電解質またはｐ型半導体を
用いる場合には、任意の溶媒を用いた溶液にした後、上
記方法を用いて塗工し、基材１を任意の温度に加熱して
溶媒を蒸発させるなどにより形成する。
【００３２】本発明における導電性触媒層７としては、
任意の導電性材料を用いることができ、白金や金、銀、
銅などの金属、もしくは炭素などが挙げられる。これら
を形成する際には、透明導電層２と同様の真空成膜法、
あるいはこれら材料の微粒子をペーストにしたものをウ
エットコーティングする方法を用いることができる。
任意の導電性材料を用いることができ、白金や金、銀、
銅などの金属、もしくは炭素などが挙げられる。これら
を形成する際には、透明導電層２と同様の真空成膜法、
あるいはこれら材料の微粒子をペーストにしたものをウ
エットコーティングする方法を用いることができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００３４】（実施例１）図１の層構成の色素増感太陽
電池１０を次のように作製した。まず、基材１としてガ
ラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ厚）を使用
し、この上に透明導電層２としてインジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成した。得
られた透明導電性基材上に、金属酸化物半導体４として
酸化チタンを８μｍ形成した。ここで、酸化チタンは、
チタンテトラｔ-ブトキシドを硝酸によって加水分解す
ることによるゾルゲル法を用いて酸化チタンゾルを合成
し、得られた酸化チタンゾルを上記透明導電層上に塗布
した後、乾燥し、４５０℃で焼成することにより形成し
た。得られた金属酸化物半導体の端部をレーザスクライ
ビングにより、透明導電層２の表面が出るまで削った
後、櫛形のマスクを固定することにより、導電層３とし
て櫛形のアルミニウムを真空蒸着法により形成した。さ
らに導電層３の上に、前記と同様の方法で金属酸化物半
導体４を５μｍ形成した。以上で得られた積層体は、８
０℃程度まで冷却した後、ビス（4,4-ジカルボキシ-2,2
-ビピリジル）ジチオシアネートルテニウムのエタノー
ル溶液に浸漬することにより、色素５として、ビス（4,
4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）ジチオシアネートル
テニウムを担持した後、水及びエタノール洗浄、及び乾
燥を行った。続いて電荷輸送層６として０．５Ｍ Ｌｉ
Ｉ、０.０５Ｍ Ｉ2、メトキシアセトニトリルからなる
電解質を金属酸化物半導体４上に形成した。一方、基材
９としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ
厚）上にスパッタリング法により成膜したインジウム錫
酸化物（ＩＴＯ）を透明導電層８として形成し、さらに
スパッタリング法により成膜した白金を導電性触媒層７
として形成することにより対向電極を作製し、導電性触
媒層７と電荷輸送層６を重ね合わせるように固定した
後、側面をエポキシ系接着剤で封止することにより色素
増感太陽電池を作成した。以上で得られた色素増感太陽
電池の電流−電圧特性を測定したところ、Ａ．Ｍ．１．
５、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光を用いた時、短絡
電流ＪSC＝ ３６ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧ＶOC＝ ０．６
６Ｖ、フィルファクターＦＦ＝０．７０で光電変換効率
はη＝１６．６％であった。
電池１０を次のように作製した。まず、基材１としてガ
ラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ厚）を使用
し、この上に透明導電層２としてインジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成した。得
られた透明導電性基材上に、金属酸化物半導体４として
酸化チタンを８μｍ形成した。ここで、酸化チタンは、
チタンテトラｔ-ブトキシドを硝酸によって加水分解す
ることによるゾルゲル法を用いて酸化チタンゾルを合成
し、得られた酸化チタンゾルを上記透明導電層上に塗布
した後、乾燥し、４５０℃で焼成することにより形成し
た。得られた金属酸化物半導体の端部をレーザスクライ
ビングにより、透明導電層２の表面が出るまで削った
後、櫛形のマスクを固定することにより、導電層３とし
て櫛形のアルミニウムを真空蒸着法により形成した。さ
らに導電層３の上に、前記と同様の方法で金属酸化物半
導体４を５μｍ形成した。以上で得られた積層体は、８
０℃程度まで冷却した後、ビス（4,4-ジカルボキシ-2,2
-ビピリジル）ジチオシアネートルテニウムのエタノー
ル溶液に浸漬することにより、色素５として、ビス（4,
4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）ジチオシアネートル
テニウムを担持した後、水及びエタノール洗浄、及び乾
燥を行った。続いて電荷輸送層６として０．５Ｍ Ｌｉ
Ｉ、０.０５Ｍ Ｉ2、メトキシアセトニトリルからなる
電解質を金属酸化物半導体４上に形成した。一方、基材
９としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ
厚）上にスパッタリング法により成膜したインジウム錫
酸化物（ＩＴＯ）を透明導電層８として形成し、さらに
スパッタリング法により成膜した白金を導電性触媒層７
として形成することにより対向電極を作製し、導電性触
媒層７と電荷輸送層６を重ね合わせるように固定した
後、側面をエポキシ系接着剤で封止することにより色素
増感太陽電池を作成した。以上で得られた色素増感太陽
電池の電流−電圧特性を測定したところ、Ａ．Ｍ．１．
５、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光を用いた時、短絡
電流ＪSC＝ ３６ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧ＶOC＝ ０．６
６Ｖ、フィルファクターＦＦ＝０．７０で光電変換効率
はη＝１６．６％であった。
【００３５】（実施例２）図２の層構成の色素増感太陽
電池２０を次のように作製した。まず、基材１としてＰ
ＥＴ（５０μｍ厚）を使用し、この上に透明導電層２と
してインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を真空スパッタリン
グ法により形成した。得られた透明導電性基材上に、金
属酸化物半導体４として酸化チタンを６μｍ形成した。
酸化チタンは、チタンテトラｔ-ブトキシドを硝酸によ
って加水分解することによるゾルゲル法を用いて酸化チ
タンゾルを合成し、得られた酸化チタンゾルを上記透明
導電層上に塗布した後、１２０℃で乾燥し、酸素プラズ
マで処理することにより形成した。得られた金属酸化物
半導体の端部をレーザスクライビングにより、透明導電
層２の表面が出るまで削った後、櫛形のマスクを固定す
ることにより、導電層３として櫛形のインジウム錫酸化
物（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成した。
さらに導電層３の上に前記と同様の方法で金属酸化物半
導体４を５μｍ形成した。再び得られた金属酸化物半導
体４の端部をレーザスクライビングにより、先に成膜し
た導電層３の表面が出るまで削った後、櫛形のマスクを
固定し、二層目の導電層３として櫛形のインジウム錫酸
化物（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成し
た。さらに二層目の導電層３の上に前記と同様の方法で
金属酸化物半導体４を５μｍ形成した。以上で得られた
積層体は８０℃程度まで冷却した後、ビス（4,4-ジカル
ボキシ-2,2-ビピリジル）ジチオシアネートルテニウム
のエタノール溶液に浸漬することにより、色素５とし
て、ビス（4,4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）ジチオ
シアネートルテニウムを担持した後、水及びエタノール
洗浄、及び乾燥を行った。続いて電荷輸送層６として
０．５Ｍ ＬｉＩ、０.０５Ｍ Ｉ2、メトキシアセトニト
リルからなる電解質を金属酸化物半導体４上に形成し
た。一方、基材９としてＰＥＴ（１００μｍ厚）上にス
パッタリング法により成膜したインジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）を透明導電層８として形成し、さらにスパッタリ
ング法により成膜した白金を導電性触媒層７として形成
することにより対向電極を作製し、導電性触媒層７と電
荷輸送層６を重ね合わせるように固定した後、側面をエ
ポキシ系接着剤で封止することにより色素増感太陽電池
を作成した。以上で得られた色素増感太陽電池の電流−
電圧特性を測定したところ、Ａ．Ｍ．１．５、１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2の擬似太陽光を用いた時、短絡電流ＪSC＝ ３
９ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧ＶOC＝ ０．６５Ｖ、フィルフ
ァクターＦＦ＝０．６８で光電変換効率はη＝１７．２
％であった。
電池２０を次のように作製した。まず、基材１としてＰ
ＥＴ（５０μｍ厚）を使用し、この上に透明導電層２と
してインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を真空スパッタリン
グ法により形成した。得られた透明導電性基材上に、金
属酸化物半導体４として酸化チタンを６μｍ形成した。
酸化チタンは、チタンテトラｔ-ブトキシドを硝酸によ
って加水分解することによるゾルゲル法を用いて酸化チ
タンゾルを合成し、得られた酸化チタンゾルを上記透明
導電層上に塗布した後、１２０℃で乾燥し、酸素プラズ
マで処理することにより形成した。得られた金属酸化物
半導体の端部をレーザスクライビングにより、透明導電
層２の表面が出るまで削った後、櫛形のマスクを固定す
ることにより、導電層３として櫛形のインジウム錫酸化
物（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成した。
さらに導電層３の上に前記と同様の方法で金属酸化物半
導体４を５μｍ形成した。再び得られた金属酸化物半導
体４の端部をレーザスクライビングにより、先に成膜し
た導電層３の表面が出るまで削った後、櫛形のマスクを
固定し、二層目の導電層３として櫛形のインジウム錫酸
化物（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成し
た。さらに二層目の導電層３の上に前記と同様の方法で
金属酸化物半導体４を５μｍ形成した。以上で得られた
積層体は８０℃程度まで冷却した後、ビス（4,4-ジカル
ボキシ-2,2-ビピリジル）ジチオシアネートルテニウム
のエタノール溶液に浸漬することにより、色素５とし
て、ビス（4,4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）ジチオ
シアネートルテニウムを担持した後、水及びエタノール
洗浄、及び乾燥を行った。続いて電荷輸送層６として
０．５Ｍ ＬｉＩ、０.０５Ｍ Ｉ2、メトキシアセトニト
リルからなる電解質を金属酸化物半導体４上に形成し
た。一方、基材９としてＰＥＴ（１００μｍ厚）上にス
パッタリング法により成膜したインジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）を透明導電層８として形成し、さらにスパッタリ
ング法により成膜した白金を導電性触媒層７として形成
することにより対向電極を作製し、導電性触媒層７と電
荷輸送層６を重ね合わせるように固定した後、側面をエ
ポキシ系接着剤で封止することにより色素増感太陽電池
を作成した。以上で得られた色素増感太陽電池の電流−
電圧特性を測定したところ、Ａ．Ｍ．１．５、１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2の擬似太陽光を用いた時、短絡電流ＪSC＝ ３
９ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧ＶOC＝ ０．６５Ｖ、フィルフ
ァクターＦＦ＝０．６８で光電変換効率はη＝１７．２
％であった。
【００３６】（実施例３）図１の層構成の色素増感太陽
電池１０を次のように作製した。まず、基材１としてガ
ラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ厚）を使用
し、この上に透明導電層２としてインジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成した。得
られた透明導電性基材上に、金属酸化物半導体４として
酸化チタンを８μｍ形成した。酸化チタンはチタンテト
ラｔ-ブトキシドを硝酸によって加水分解することによ
るゾルゲル法を用いて酸化チタンゾルを合成し、得られ
た酸化チタンゾルを上記透明導電層上に塗布した後、乾
燥し、４５０℃で焼成することにより形成した。得られ
た金属酸化物半導体の端部をレーザスクライビングによ
り、透明導電層２の表面が出るまで削った後、櫛形のマ
スクを固定することにより、導電層３として櫛形のアル
ミニウムを真空蒸着法により形成した。さらに導電層３
の上に前記と同様の方法で金属酸化物半導体４を５μｍ
形成した。以上で得られた積層体は８０℃程度まで冷却
した後、ビス（4,4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）ジ
チオシアネートルテニウムのエタノール溶液に浸漬する
ことにより、色素５として、ビス（4,4-ジカルボキシ-
2,2-ビピリジル）ジチオシアネートルテニウムを担持し
た後、水及びエタノール洗浄、及び乾燥を行った。続い
て電荷輸送層６としてＣｕＩを、アセトニトリル溶液に
して含浸させ、１２０℃のホットプレート上で加熱する
ことで溶媒のアセトニトリルを蒸発させることにより形
成した。一方、基材９としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７
０５９、５００μｍ厚）上にスパッタリング法により成
膜したインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を透明導電層８と
して形成し、さらにスパッタリング法により成膜した白
金を導電性触媒層７として形成することにより対向電極
を作製し、導電性触媒層７と電荷輸送層６を重ね合わせ
るように固定した後、側面をエポキシ系接着剤で封止す
ることにより色素増感太陽電池を作成した。以上で得ら
れた色素増感太陽電池の電流−電圧特性を測定したとこ
ろ、Ａ．Ｍ．１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光
を用いた時、短絡電流ＪSC＝ ３０ｍＡ／ｃｍ2、開放電
圧ＶOC＝ ０．６９Ｖ、フィルファクターＦＦ＝０．６
８で光電変換効率はη＝１４．１％であった。
電池１０を次のように作製した。まず、基材１としてガ
ラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ厚）を使用
し、この上に透明導電層２としてインジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成した。得
られた透明導電性基材上に、金属酸化物半導体４として
酸化チタンを８μｍ形成した。酸化チタンはチタンテト
ラｔ-ブトキシドを硝酸によって加水分解することによ
るゾルゲル法を用いて酸化チタンゾルを合成し、得られ
た酸化チタンゾルを上記透明導電層上に塗布した後、乾
燥し、４５０℃で焼成することにより形成した。得られ
た金属酸化物半導体の端部をレーザスクライビングによ
り、透明導電層２の表面が出るまで削った後、櫛形のマ
スクを固定することにより、導電層３として櫛形のアル
ミニウムを真空蒸着法により形成した。さらに導電層３
の上に前記と同様の方法で金属酸化物半導体４を５μｍ
形成した。以上で得られた積層体は８０℃程度まで冷却
した後、ビス（4,4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）ジ
チオシアネートルテニウムのエタノール溶液に浸漬する
ことにより、色素５として、ビス（4,4-ジカルボキシ-
2,2-ビピリジル）ジチオシアネートルテニウムを担持し
た後、水及びエタノール洗浄、及び乾燥を行った。続い
て電荷輸送層６としてＣｕＩを、アセトニトリル溶液に
して含浸させ、１２０℃のホットプレート上で加熱する
ことで溶媒のアセトニトリルを蒸発させることにより形
成した。一方、基材９としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７
０５９、５００μｍ厚）上にスパッタリング法により成
膜したインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を透明導電層８と
して形成し、さらにスパッタリング法により成膜した白
金を導電性触媒層７として形成することにより対向電極
を作製し、導電性触媒層７と電荷輸送層６を重ね合わせ
るように固定した後、側面をエポキシ系接着剤で封止す
ることにより色素増感太陽電池を作成した。以上で得ら
れた色素増感太陽電池の電流−電圧特性を測定したとこ
ろ、Ａ．Ｍ．１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光
を用いた時、短絡電流ＪSC＝ ３０ｍＡ／ｃｍ2、開放電
圧ＶOC＝ ０．６９Ｖ、フィルファクターＦＦ＝０．６
８で光電変換効率はη＝１４．１％であった。
【００３７】（比較例）図５の層構成の色素増感太陽電
池４０を次のように作製した。まず、基材１としてガラ
ス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ厚）を使用
し、この上に透明導電層２としてインジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成した。得
られた透明導電性基材上に、金属酸化物半導体４として
酸化チタンを８μｍ形成した。酸化チタンはチタンテト
ラｔ-ブトキシドを硝酸によって加水分解することによ
るゾルゲル法を用いて酸化チタンゾルを合成し、得られ
た酸化チタンゾルを上記透明導電層上に塗布した後、乾
燥し、４５０℃で焼成することにより形成した。以上で
得られた積層体は８０℃程度まで冷却した後、ビス（4,
4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）ジチオシアネートル
テニウムのエタノール溶液に浸漬することにより、色素
５として、ビス（4,4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）
ジチオシアネートルテニウムを担持した後、水及びエタ
ノール洗浄、及び乾燥を行った。続いて電荷輸送層６と
して０．５Ｍ ＬｉＩ、０.０５Ｍ Ｉ2、メトキシアセト
ニトリルからなる電解質を金属酸化物半導体４上に形成
した。一方、基材９としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０
５９、５００μｍ厚）上にスパッタリング法により成膜
したインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を透明導電層８とし
て形成し、さらにスパッタリング法により成膜した白金
を導電性触媒層７として形成することにより対向電極を
作製し、導電性触媒層７と電荷輸送層６を重ね合わせる
ように固定した後、側面をエポキシ系接着剤で封止する
ことにより色素増感太陽電池を作成した。以上で得られ
た色素増感太陽電池の電流−電圧特性を測定したとこ
ろ、Ａ．Ｍ．１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光
を用いた時、短絡電流ＪSC＝ ２０ｍＡ／ｃｍ2、開放電
圧ＶOC＝ ０．６６Ｖ、フィルファクターＦＦ＝０．７
１で光電変換効率はη＝９．４％であった。
池４０を次のように作製した。まず、基材１としてガラ
ス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９、５００μｍ厚）を使用
し、この上に透明導電層２としてインジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）を真空スパッタリング法により形成した。得
られた透明導電性基材上に、金属酸化物半導体４として
酸化チタンを８μｍ形成した。酸化チタンはチタンテト
ラｔ-ブトキシドを硝酸によって加水分解することによ
るゾルゲル法を用いて酸化チタンゾルを合成し、得られ
た酸化チタンゾルを上記透明導電層上に塗布した後、乾
燥し、４５０℃で焼成することにより形成した。以上で
得られた積層体は８０℃程度まで冷却した後、ビス（4,
4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）ジチオシアネートル
テニウムのエタノール溶液に浸漬することにより、色素
５として、ビス（4,4-ジカルボキシ-2,2-ビピリジル）
ジチオシアネートルテニウムを担持した後、水及びエタ
ノール洗浄、及び乾燥を行った。続いて電荷輸送層６と
して０．５Ｍ ＬｉＩ、０.０５Ｍ Ｉ2、メトキシアセト
ニトリルからなる電解質を金属酸化物半導体４上に形成
した。一方、基材９としてガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０
５９、５００μｍ厚）上にスパッタリング法により成膜
したインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を透明導電層８とし
て形成し、さらにスパッタリング法により成膜した白金
を導電性触媒層７として形成することにより対向電極を
作製し、導電性触媒層７と電荷輸送層６を重ね合わせる
ように固定した後、側面をエポキシ系接着剤で封止する
ことにより色素増感太陽電池を作成した。以上で得られ
た色素増感太陽電池の電流−電圧特性を測定したとこ
ろ、Ａ．Ｍ．１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光
を用いた時、短絡電流ＪSC＝ ２０ｍＡ／ｃｍ2、開放電
圧ＶOC＝ ０．６６Ｖ、フィルファクターＦＦ＝０．７
１で光電変換効率はη＝９．４％であった。
【００３８】
【発明の効果】本発明は、以上の構成からなるので、金
属酸化物半導体中に注入された電子を効率的に透明導電
膜に到達させることができ、光電変換効率を大幅に向上
することが可能となる。
属酸化物半導体中に注入された電子を効率的に透明導電
膜に到達させることができ、光電変換効率を大幅に向上
することが可能となる。
【００３９】
【図１】本発明における色素増感太陽電池の層構成の一
例を示す断面説明図。
例を示す断面説明図。
【図２】本発明における色素増感太陽電池の層構成の他
例を示す断面説明図。
例を示す断面説明図。
【図３】本発明における導電層３の上面から捉えた形状
の一例を示す説明図。
の一例を示す説明図。
【図４】本発明における色素増感太陽電池モジュールの
層構成の一例を示す断面説明図。
層構成の一例を示す断面説明図。
【図５】一般的な色素増感太陽電池の層構成を示す断面
説明図。（比較例）
説明図。（比較例）
１ 基材
２ 透明導電層
３ 導電層
４ 金属酸化物半導体
５ 色素
６ 電荷輸送層
７ 導電性触媒層
８ 透明導電層
９ 基材
１０、２０、４０ 色素増感太陽電池
３０ 色素増感太陽電池モジュール
Claims (6)
- 【請求項１】基板上に、少なくとも透明導電層，色素を
吸着させた多孔質の金属酸化物半導体層，電荷輸送層，
導電性触媒層および／または導電層を順に形成してなる
色素増感太陽電池において、 前記金属酸化物半導体層中に少なくとも１層以上の導電
層が形成されており、かつ、前記導電層と基板上に形成
された透明導電層とが導電性物質で短絡されていること
を特徴とする色素増感太陽電池。 - 【請求項２】前記金属酸化物半導体中に形成された導電
層が櫛形に形成されていることを特徴とする請求項１記
載の色素増感太陽電池。 - 【請求項３】前記金属酸化物半導体中に形成された導電
層が透明導電性物質より成ることを特徴とする請求項１
または２に記載の色素増感太陽電池。 - 【請求項４】前記金属酸化物半導体が、亜鉛、ニオブ、
錫、チタン、バナジウム、インジウム、タングステン、
タンタル、ジルコニウム、モリブデン、マンガンから選
ばれる少なくとも1種類以上の金属の酸化物であること
を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の色素増感太
陽電池。 - 【請求項５】電荷輸送層が、固体電解質またはｐ型半導
体を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載
の色素増感太陽電池。 - 【請求項６】基板がプラスチックフィルムであることを
特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の色素増感太陽
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001398965A JP4099988B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 色素増感太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001398965A JP4099988B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 色素増感太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003197283A true JP2003197283A (ja) | 2003-07-11 |
| JP4099988B2 JP4099988B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=27604181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001398965A Expired - Fee Related JP4099988B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 色素増感太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4099988B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006066278A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Bridgestone Corp | 色素増感型太陽電池用電極及び色素増感型太陽電池 |
| JP2006286434A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Kansai Pipe Kogyo Kk | 色素増感型太陽電池用電極基板、色素増感型太陽電池用光電極および対向電極、ならびに色素増感型太陽電池 |
| WO2008001488A1 (en) | 2006-06-29 | 2008-01-03 | National University Corporation Kyushu Institute Of Technology | Dye-sensitized solar cell and process for manufacturing the same |
| WO2010109785A1 (ja) * | 2009-03-23 | 2010-09-30 | 新日鐵化学株式会社 | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
| KR101110651B1 (ko) * | 2005-04-08 | 2012-02-24 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 염료감응형 태양전지 |
| WO2012086377A1 (ja) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | シャープ株式会社 | 色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュールならびにその製造方法 |
| FR2977080A1 (fr) * | 2011-06-22 | 2012-12-28 | Commissariat Energie Atomique | Photodiode organique dotee d'une zone active comportant des moyens pour favoriser la collecte et la conduction des porteurs de charge |
| WO2013024642A1 (ja) * | 2011-08-15 | 2013-02-21 | シャープ株式会社 | 光電変換素子 |
| JP2015520509A (ja) * | 2012-05-08 | 2015-07-16 | エルジー・ケム・リミテッド | 色素増感太陽電池およびその製造方法｛ｄｙｅ−ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌａｎｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓａｍｅ｝ |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001398965A patent/JP4099988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4635518B2 (ja) * | 2004-08-27 | 2011-02-23 | 株式会社ブリヂストン | 色素増感型太陽電池用電極及び色素増感型太陽電池 |
| JP2006066278A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Bridgestone Corp | 色素増感型太陽電池用電極及び色素増感型太陽電池 |
| JP2006286434A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Kansai Pipe Kogyo Kk | 色素増感型太陽電池用電極基板、色素増感型太陽電池用光電極および対向電極、ならびに色素増感型太陽電池 |
| KR101110651B1 (ko) * | 2005-04-08 | 2012-02-24 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 염료감응형 태양전지 |
| US8748735B2 (en) | 2006-06-29 | 2014-06-10 | National University Corporation Kyushu Institute Of Technology | Dye-sensitized solar cell and process for manufacturing the same |
| JP5150818B2 (ja) * | 2006-06-29 | 2013-02-27 | 国立大学法人九州工業大学 | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
| WO2008001488A1 (en) | 2006-06-29 | 2008-01-03 | National University Corporation Kyushu Institute Of Technology | Dye-sensitized solar cell and process for manufacturing the same |
| US8754323B2 (en) | 2006-06-29 | 2014-06-17 | National University Corporation Kyushu Institute Of Technology | Dye-sensitized solar cell and process for producing the same |
| CN102282720A (zh) * | 2009-03-23 | 2011-12-14 | 新日铁化学株式会社 | 染料敏化太阳能电池及其制造方法 |
| WO2010109785A1 (ja) * | 2009-03-23 | 2010-09-30 | 新日鐵化学株式会社 | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
| JP5589164B2 (ja) * | 2009-03-23 | 2014-09-17 | 新日鉄住金化学株式会社 | 色素増感太陽電池およびその製造方法 |
| WO2012086377A1 (ja) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | シャープ株式会社 | 色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュールならびにその製造方法 |
| FR2977080A1 (fr) * | 2011-06-22 | 2012-12-28 | Commissariat Energie Atomique | Photodiode organique dotee d'une zone active comportant des moyens pour favoriser la collecte et la conduction des porteurs de charge |
| US8987724B2 (en) | 2011-06-22 | 2015-03-24 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Organic photodiode provided with an active zone comprising means for promoting charge carrier collection and conduction |
| WO2013024642A1 (ja) * | 2011-08-15 | 2013-02-21 | シャープ株式会社 | 光電変換素子 |
| JP2013041736A (ja) * | 2011-08-15 | 2013-02-28 | Sharp Corp | 光電変換素子 |
| JP2015520509A (ja) * | 2012-05-08 | 2015-07-16 | エルジー・ケム・リミテッド | 色素増感太陽電池およびその製造方法｛ｄｙｅ−ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌａｎｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓａｍｅ｝ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4099988B2 (ja) | 2008-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Paulsson et al. | Molten and solid trialkylsulfonium iodides and their polyiodides as electrolytes in dye-sensitized nanocrystalline solar cells | |
| JP5084730B2 (ja) | 色素増感太陽電池 | |
| Yum et al. | Heteroleptic ruthenium complex containing substituted triphenylamine hole-transport unit as sensitizer for stable dye-sensitized solar cell | |
| US20110011456A1 (en) | Photosensitizer and solar cell using the same | |
| EP1981047B1 (en) | Photoelectric conversion device | |
| CN101965662A (zh) | 功能性器件及功能性器件制造方法 | |
| JP4032873B2 (ja) | 積層体及びその製造方法並びにそれを用いた製品 | |
| JP2000195569A (ja) | 光化学電池およびその製造法 | |
| JP4665426B2 (ja) | 色素増感太陽電池及びその製造方法 | |
| JP4310961B2 (ja) | 色素増感太陽電池 | |
| JP4710251B2 (ja) | 金属酸化物膜の製造方法 | |
| JP4099988B2 (ja) | 色素増感太陽電池 | |
| Molla et al. | Parametric optimization of back-contact TCO-free dye-sensitized solar cells employing indoline and porphyrin sensitizer based on cobalt redox electrolyte | |
| JP6367109B2 (ja) | ピリジン系添加剤が含有された長期安定性固体状の染料感応太陽電池 | |
| JP2003059546A (ja) | 色素増感太陽電池の製造方法、及びそれを用いた太陽電池 | |
| JP4314764B2 (ja) | 色素増感太陽電池の製造方法 | |
| JP4797338B2 (ja) | 色素増感太陽電池およびその製造方法 | |
| JP5467237B2 (ja) | 色素増感型光電変換素子およびそれを用いた色素増感型太陽電池の製造方法 | |
| JP2007087854A (ja) | 色素増感太陽電池 | |
| JP4155431B2 (ja) | 光電変換素子 | |
| JP2003249274A (ja) | 色素増感型太陽電池およびその製造方法 | |
| JP5055666B2 (ja) | 色素増感太陽電池用透明導電性基材 | |
| JP2002353483A (ja) | 色素増感太陽電池、及びその製造方法 | |
| JP2009205890A (ja) | 光電変換素子及び太陽電池 | |
| JP4182617B2 (ja) | 半導体電極及びそれを用いた光電変換素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040916 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071120 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080117 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080226 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080310 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110328 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120328 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130328 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140328 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |