JP2003217692A - Manufacturing method for photoelectric converter, photoelectric converter and photocell - Google Patents

Manufacturing method for photoelectric converter, photoelectric converter and photocell

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JP2003217692A
JP2003217692A JP2002017633A JP2002017633A JP2003217692A JP 2003217692 A JP2003217692 A JP 2003217692A JP 2002017633 A JP2002017633 A JP 2002017633A JP 2002017633 A JP2002017633 A JP 2002017633A JP 2003217692 A JP2003217692 A JP 2003217692A
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JP
Japan
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group
photoelectric conversion
layer
dye
preferable
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JP2002017633A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Yoshikawa
将 吉川
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Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a photoelectric converter showing excellent converting efficiency, a photoelectric converter manufactured by the method, and a photocell using the photoelectric converter. <P>SOLUTION: This manufacturing method for the photoelectric converter having a photosensitive layer containing semiconductor fine particles where a coloring matter is adsorbed, and a conductive support is characterized in that the semiconductor fine particles are treated with polysaccharide. Preferably a 1-polysaccharide is cyclodextrin. Especially it is preferable that a 3-polysaccharide is a compound obtained by mixing α, β or γ-cyclodextrin and a compound expressed by the general formula I at mol ratio of 50:1 to 1:50. MX<SB>n</SB>...(I), wherein M is an element belonging to one of the third to sixth group and the twelfth to fifteenth group of the periodic system, and preferably Ti, Zr, Hf, Ge or Sn. X is a hologen or alkoxy group, and n is integers of 2 to 6. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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製方法、この方法で
作製した光電変換素子、並びにこの光電変換素子を用い
た光電池に関し、更に上記作製方法において好ましく用
いられる化合物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a photoelectric conversion element using semiconductor fine particles sensitized with a dye, a photoelectric conversion element produced by this method, and a photovoltaic cell using this photoelectric conversion element. It relates to compounds preferably used in the method.

【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、これらを組み合わせて用いたもの等が
あり、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. Photoelectric conversion elements include those using metals, those using semiconductors, those using organic pigments or dyes, those using these in combination, and various methods have been put to 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
びにこれを作製するための材料及び製造技術が開示され
ている。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、変換効率の向上が求
められている。また、米国特許5525440号には、半導体
微粒子を四塩化チタン水溶液で処理し半導体微粒子表面
上に新たなTiO2微粒子を形成することによって、変換効
率が向上することが記載されているが、この光電変換素
子でも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た。
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 Materials and manufacturing techniques for making the are disclosed. The advantage of the 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 and thus can be manufactured at a relatively low cost. However, such a photoelectric conversion element does not always have sufficiently high conversion efficiency, and improvement in conversion efficiency is required. Further, US Pat. No. 5,525,440 describes that conversion efficiency is improved by treating semiconductor particles with an aqueous solution of titanium tetrachloride to form new TiO 2 particles on the surface of the semiconductor particles. Even the conversion element does not always have sufficiently high conversion efficiency, and further improvement in conversion efficiency has been desired.

【0004】[0004]

【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製方法、こ
の方法で作製した光電変換素子、これを用いた光電池、
並びに当該方法で好ましく使用できる新規化合物を提供
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 produced by this method, and a photovoltaic cell using the same.
And to provide a novel compound which can be preferably used in the method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、色素増感光電変換素子の感光層に
用いる半導体微粒子を多糖類で処理することによって変
換効率を改善できることを見出し、本発明に想到した。
As a result of earnest research in view of the above object, the present inventors have found that the conversion efficiency can be improved by treating the semiconductor fine particles used in the photosensitive layer of the dye-sensitized photoelectric conversion element with a polysaccharide. The heading was conceived of the present invention.

【0006】即ち、本発明の光電変換素子の作製方法
は、色素が吸着した半導体微粒子を含有する感光層と導
電性支持体とを有する光電変換素子を作製する方法であ
って、半導体微粒子を多糖類で処理することを特徴とす
る。
That is, 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 containing a semiconductor fine particle having a dye adsorbed thereon and a conductive support. It is characterized in that it is treated with sugar.

【0007】本発明の光電変換素子は上記本発明の方法
で作製されたものであり、本発明の光電池は該光電変換
素子を用いたものである。
The photoelectric conversion element of the present invention is manufactured by the method of the present invention, and the photovoltaic cell of the present invention uses the photoelectric conversion element.

【0008】本発明の光電変換素子及び光電池は、下記
好ましい条件を満たすことによってより一層優れた変換
効率を示す。 (1)多糖類はシクロデキストリン類であるのが好まし
い。 (2)多糖類は周期律表の第3〜6族及び第12〜15族のい
ずれかに属する元素を含むのが好ましく、チタン、ジル
コニウム、ハフニウム、ゲルマニウム又はスズを含むの
がより好ましい。 (3)多糖類は、α、β又はγ-シクロデキストリンと下記
一般式(I)で表される化合物を50:1〜1:50のモル比
で混合して得られる化合物であることが特に好ましい。 MXn ・・・(I) 一般式(I)中、Mは周期律表の第3〜6族及び第12〜15族
のいずれかに属する元素を表し、好ましくはチタン、ジ
ルコニウム、ハフニウム、ゲルマニウム又はスズを表
す。Xはハロゲン又はアルコキシ基を表し、nは2〜6の
整数を表す。 (4)半導体微粒子を多糖類で処理した後、半導体微粒子
に色素を吸着させることが好ましい。またこの場合、多
糖類で処理した後、色素を吸着させる前に、半導体微粒
子を四塩化チタン水溶液で処理するのが好ましい。 (5)色素はルテニウム錯体色素であるのが特に好まし
い。
The photoelectric conversion device and the photovoltaic cell of the present invention exhibit further excellent conversion efficiency by satisfying the following preferable conditions. (1) The polysaccharide is preferably a cyclodextrin. (2) The polysaccharide preferably contains an element belonging to any one of Groups 3 to 6 and Groups 12 to 15 of the Periodic Table, and more preferably contains titanium, zirconium, hafnium, germanium or tin. (3) The polysaccharide is particularly a compound obtained by mixing α, β or γ-cyclodextrin and a compound represented by the following general formula (I) in a molar ratio of 50: 1 to 1:50. preferable. MX n (I) In the general formula (I), M represents an element belonging to any of Groups 3 to 6 and Groups 12 to 15 of the Periodic Table, preferably titanium, zirconium, hafnium or germanium. Or represents tin. X represents a halogen or an alkoxy group, and n represents an integer of 2-6. (4) It is preferable to adsorb a dye on the semiconductor fine particles after treating the semiconductor fine particles with the polysaccharide. Further, in this case, it is preferable that the semiconductor fine particles are treated with an aqueous solution of titanium tetrachloride after the treatment with the polysaccharide and before the dye is adsorbed. (5) The dye is particularly preferably a ruthenium complex dye.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の作製方法は、感光層と導
電性支持体とを有する光電変換素子を作製する方法であ
る。感光層は色素が吸着した半導体微粒子を含有する。
本発明の作製方法ではこの半導体微粒子を後述する多糖
類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、本発明の光電変換素子はこの方法で作製
されることを特徴とし、本発明の光電池は該光電変換素
子を用いたものである。以下、本発明で使用する多糖
類、それを用いた処理方法、並びに本発明の光電変換素
子及び光電池について詳述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a photoelectric conversion element having a photosensitive layer and a conductive support. The photosensitive layer contains semiconductor fine particles to which a dye is adsorbed.
In the production method of the present invention, the conversion efficiency of the photoelectric conversion element is improved by treating the semiconductor fine particles with the polysaccharide described below. The photoelectric conversion element of the present invention is characterized by being manufactured by this method, and the photovoltaic cell of the present invention uses the photoelectric conversion element. Hereinafter, the polysaccharide used in the present invention, the treatment method using the same, and the photoelectric conversion element and photovoltaic cell of the present invention will be described in detail.

【0010】[I]多糖類 本発明で使用する多糖類は2つ以上の単糖類が連結した
骨格を有する化合物であり、単糖類の種類(グルコー
ス、ガラクトース、マンノース等)、光学純度(D体とL
体の比率)及び連結の仕様(α-グリコシド結合、β-グ
リコシド結合、2価以上の連結基を介した結合等)に限
定は無い。多糖類は置換基を有してもよく、例えば、糖
の水酸基が保護基(例えばアセチル基、メチル基、ヒド
ロキシエチル基等)で保護されていてもよい。
[I] Polysaccharide The polysaccharide used in the present invention is a compound having a skeleton in which two or more monosaccharides are linked. The type of monosaccharide (glucose, galactose, mannose, etc.), optical purity (D-form) And L
The ratio of the body) and the specification of the connection (α-glycoside bond, β-glycoside bond, bond via a divalent or higher valent connecting group, etc.) are not limited. The polysaccharide may have a substituent, for example, the hydroxyl group of the sugar may be protected by a protecting group (eg, acetyl group, methyl group, hydroxyethyl group, etc.).

【0011】本発明において好ましく用いられる多糖類
の例としては、3個以上のD-グルコースがα-グリコシ
ド結合した鎖状又は環状の多糖類(デンプン、シクロデ
キストリン類等)、3個以上のD-グルコースがβ-グリ
コシド結合した多糖類(セルロース、ヒドロキシエチル
セルロース等)、これらが連結基を介して結合した多糖
類(β-シクロデキストリンをエピクロロヒドリンで架
橋したポリ-β-シクロデキストリン等)等が挙げられ
る。中でも、シクロデキストリン類が特に好ましい。
Examples of polysaccharides preferably used in the present invention include linear or cyclic polysaccharides (starches, cyclodextrins, etc.) in which three or more D-glucoses are α-glycosidically linked, and three or more D -Polysaccharides in which glucose is β-glycoside-bonded (cellulose, hydroxyethyl cellulose, etc.), Polysaccharides in which these are linked via a linking group (poly-β-cyclodextrin, etc. in which β-cyclodextrin is crosslinked with epichlorohydrin) Etc. Of these, cyclodextrins are particularly preferable.

【0012】また、多糖類は周期律表の第3〜6族のい
ずれかに属する元素(スカンジウム、イットリウム、ラ
ンタノイド類、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バ
ナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タ
ングステン等)又は第12〜15族のいずれかに属する元素
(亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマ
ニウム、スズ、アンチモン、ビスマス等)を含むのが好
ましく、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ゲルマニ
ウム又はスズを含むのがより好ましい。
Polysaccharides are elements belonging to any of Groups 3 to 6 of the Periodic Table (scandium, yttrium, lanthanoids, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, etc.). Alternatively, it preferably contains an element belonging to any of Groups 12 to 15 (zinc, aluminum, gallium, indium, germanium, tin, antimony, bismuth, etc.), and more preferably contains titanium, zirconium, hafnium, germanium or tin. preferable.

【0013】上記のような第3〜6族及び第12〜15族の
いずれかに属する元素を含む多糖類の特に好ましい一実
施形態として、α、β又はγ-シクロデキストリンと下
記一般式(I)で表される化合物を50:1〜1:50のモル
比で混合して得られる化合物が挙げられる。α、β又は
γ-シクロデキストリンは置換基を有してもよい。以
下、一般式(I)で表される化合物を「化合物(I)」と称す
る。 MXn ・・・(I)
As a particularly preferred embodiment of the polysaccharide containing an element belonging to any of the above Groups 3 to 6 and Groups 12 to 15, α, β or γ-cyclodextrin and the following general formula (I The compound obtained by mixing the compound represented by the above) at a molar ratio of 50: 1 to 1:50. The α, β or γ-cyclodextrin may have a substituent. Hereinafter, the compound represented by the general formula (I) is referred to as "compound (I)". MX n ... (I)

【0014】一般式(I)中、Mは周期律表の第3〜6族の
いずれかに属する元素(スカンジウム、イットリウム、
ランタノイド類、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、
バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、
タングステン等)又は第12〜15族のいずれかに属する元
素(亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲル
マニウム、スズ、アンチモン、ビスマス等)を表し、好
ましくはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、ゲルマニ
ウム又はスズである。また、Xはハロゲン(F、Cl、Br、
I等)又はアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、イ
ソプロポキシ基、ブトキシ基等)を表し、好ましくはア
ルコキシ基である。nは2〜6の整数を表し、Mの価数に
応じて決定される。
In the general formula (I), M is an element (scandium, yttrium, etc.) belonging to any of Groups 3 to 6 of the periodic table.
Lanthanides, titanium, zirconium, hafnium,
Vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum,
Tungsten etc.) or an element belonging to any of Groups 12 to 15 (zinc, aluminum, gallium, indium, germanium, tin, antimony, bismuth etc.), preferably titanium, zirconium, hafnium, germanium or tin. X is halogen (F, Cl, Br,
I or the like) or an alkoxy group (a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group or the like), and an alkoxy group is preferable. n represents an integer of 2 to 6, and is determined according to the valence of M.

【0015】α、β又はγ-シクロデキストリンと化合
物(I)を混合する際のモル比(シクロデキストリン:化
合物(I))は50:1〜1:50であり、好ましくは1:10
〜2:1であり、より好ましくは1:5〜1:1であ
る。シクロデキストリンと化合物(I)を、通常15〜250℃
で5分〜24時間程度、好ましくは50〜120℃で30〜180分
混合することで、所望の多糖類が得られる。
The molar ratio (cyclodextrin: compound (I)) in mixing α, β or γ-cyclodextrin with compound (I) is 50: 1 to 1:50, preferably 1:10.
˜2: 1, more preferably 1: 5 to 1: 1. Cyclodextrin and compound (I), usually 15-250 ℃
The desired polysaccharide can be obtained by mixing for 5 minutes to 24 hours, preferably at 50 to 120 ° C. for 30 to 180 minutes.

【0016】シクロデキストリンと化合物(I)を混合し
て得られる化合物は、一般式(I)中のMが表す元素でシク
ロデキストリンが架橋された構造を有してよい。より具
体的には、シクロデキストリンの水酸基と一般式(I)中
のMが表す元素が結合し、少なくとも2つ以上のシクロ
デキストリンが架橋された構造を有してよい。例えば、
β-シクロデキストリンとチタンテトラエトキサイドを
1:1で混合した場合に得られる化合物の一例として以
下に示す構造の化合物が挙げられるが、チタン元素が結
合する水酸基の位置、シクロデキストリン1分子に対す
るチタン元素の置換数、架橋されるシクロデキストリン
の数等は限定されない。
The compound obtained by mixing cyclodextrin and compound (I) may have a structure in which cyclodextrin is crosslinked with the element represented by M in the general formula (I). More specifically, it may have a structure in which a hydroxyl group of cyclodextrin and an element represented by M in the general formula (I) are bonded to each other and at least two or more cyclodextrins are crosslinked. For example,
As an example of the compound obtained by mixing β-cyclodextrin and titanium tetraethoxide at a ratio of 1: 1 is a compound having the structure shown below. The position of the hydroxyl group to which the titanium element is bonded, titanium per cyclodextrin molecule The number of element substitutions, the number of cross-linked cyclodextrins, etc. are not limited.

【化1】 [Chemical 1]

【0017】シクロデキストリンと化合物(I)を混合し
て得られる化合物は、単独で用いても複数組み合わせて
用いてもよい。この化合物の好ましい具体例として、下
記表1に示すシクロデキストリンと化合物(I)を、表1
に示すモル比(シクロデキストリン:化合物(I))で混
合して得られる化合物(1)〜(22)が挙げられる。
The compound obtained by mixing the cyclodextrin and the compound (I) may be used alone or in combination. As a preferred specific example of this compound, cyclodextrin and compound (I) shown in Table 1 below are prepared as shown in Table 1.
Compounds (1) to (22) obtained by mixing at the molar ratio shown in (cyclodextrin: compound (I)) can be mentioned.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】[II]処理方法 本発明における「処理」とは、電荷輸送層を設置する前
に半導体微粒子と上記多糖類をある時間接触させる操作
を意味する。接触後には、半導体微粒子に多糖類が吸着
していても吸着していなくてもよい。
[II] Treatment Method “Treatment” in the present invention means an operation of bringing the semiconductor fine particles into contact with the above-mentioned polysaccharide for a certain period of time before installing the charge transport layer. After the contact, the polysaccharide may or may not be adsorbed on the semiconductor fine particles.

【0020】処理は光電変換素子の作成の過程における
如何なる状態で行ってもよいが、半導体微粒子層を形成
した後に行うのが好ましい。半導体微粒子層への色素の
吸着工程と多糖類での処理工程の順序としては、(A)色
素の吸着の前に処理を行う方法(以下、「前処理法」と
称する)(B)色素の吸着の後に処理を行う方法(以下、
「後処理法」と称する)及び(C)色素の吸着と同時に処
理を行う方法(以下、「同時処理法」と称する)が挙げ
られる。中でも前処理法が好ましい。これら3種の処理
方法を幾つか組み合わせて連続的に処理してもよい。連
続的に処理を行う場合、各処理に用いる多糖類は同じで
あっても異なっていてもよい。以下、各処理法について
詳細に説明する。
The treatment may be carried out in any state in the process of producing the photoelectric conversion element, but it is preferably carried out after the semiconductor fine particle layer is formed. The order of the dye adsorption step to the semiconductor fine particle layer and the treatment step with the polysaccharide is as follows: (A) a method of performing treatment before adsorption of the dye (hereinafter, referred to as “pretreatment method”) Method of processing after adsorption (hereinafter,
(Hereinafter referred to as "post-treatment method") and (C) a method of performing treatment simultaneously with adsorption of dye (hereinafter referred to as "simultaneous treatment method"). Among them, the pretreatment method is preferable. You may process continuously by combining some of these 3 types of processing methods. When the treatments are carried out continuously, the polysaccharides used in each treatment may be the same or different. Hereinafter, each processing method will be described in detail.

【0021】(A)前処理法 前処理法において、多糖類は溶媒に溶解又は分散して用
いることが好ましいが、多糖類自体が液体の場合は無溶
媒で使用してもよい。以下、多糖類を溶媒に溶解した溶
液を処理溶液と称し、多糖類を溶媒に分散した分散液を
処理分散液と称す。前処理は処理溶液を用いて行うのが
より好ましく、処理溶液に用いる溶媒は水、水溶液、有
機溶媒等であってよいが、好ましくは水溶液である。こ
の水溶液は酸性であることが好ましく、例えば塩化水素
水、硝酸水溶液、酢酸水溶液、トリフルオロ酢酸水溶
液、希硫酸水溶液、パラトルエンスルホン酸水溶液等が
好ましい。
(A) Pretreatment Method In the pretreatment method, the polysaccharide is preferably used after being dissolved or dispersed in a solvent, but when the polysaccharide itself is a liquid, it may be used without a solvent. Hereinafter, a solution in which a polysaccharide is dissolved in a solvent is referred to as a treatment solution, and a dispersion liquid in which the polysaccharide is dispersed in a solvent is referred to as a treatment dispersion liquid. The pretreatment is more preferably carried out using a treatment solution, and the solvent used for the treatment solution may be water, an aqueous solution, an organic solvent or the like, but is preferably an aqueous solution. This aqueous solution is preferably acidic, and for example, hydrogen chloride water, nitric acid aqueous solution, acetic acid aqueous solution, trifluoroacetic acid aqueous solution, dilute sulfuric acid aqueous solution, paratoluenesulfonic acid aqueous solution and the like are preferable.

【0022】処理溶液又は処理分散液(以下、両液をま
とめて処理液と称す)を用いて前処理する場合、半導体
微粒子層を該処理液に浸漬する方法(以後、浸漬処理法
と記す)が好ましい。また、処理液をスプレー状に一定
時間吹き付ける方法(以下、スプレー法と称す)も適用
できる。浸漬処理法を行う際、処理液の温度や浸漬処理
時間は任意に設定してよいが、処理液の温度は好ましく
は5〜80℃、より好ましくは5〜25℃であり、浸漬処理
時間は好ましくは30秒〜24時間である。浸漬処理の後に
は溶媒で半導体微粒子層を洗浄するのが好ましい。洗浄
には処理液に用いた溶媒と同一のもの又は水を用いるの
が好ましい。
When pretreatment is performed using a treatment solution or a treatment dispersion (hereinafter, both solutions are collectively referred to as a treatment liquid), a method of immersing the semiconductor fine particle layer in the treatment liquid (hereinafter referred to as an immersion treatment method) Is preferred. 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 dipping treatment time may be arbitrarily set, but the temperature of the treatment liquid is preferably 5 to 80 ° C, more preferably 5 to 25 ° C, and the dipping treatment time is It is preferably 30 seconds to 24 hours. It is preferable to wash the semiconductor fine particle layer with a solvent after the immersion treatment. For washing, it is preferable to use the same solvent as that used for the treatment liquid or water.

【0023】前処理法で用いる処理液中の多糖類の濃度
は、好ましくは1×10-5〜2mol/lであり、より好まし
くは1×10-4〜5×10-1mol/lである。
The concentration of the polysaccharide in the treatment solution used in the pretreatment method is preferably 1 × 10 -5 to 2 mol / l, more preferably 1 × 10 -4 to 5 × 10 -1 mol / l. is there.

【0024】多糖類が周期律表の第3〜6族及び第12〜
15族のいずれかに属する元素を含む場合、前処理後の半
導体微粒子を焼成し、半導体微粒子上にこれら元素の酸
化物を形成するのが好ましい。焼成温度は450〜550℃と
するのが好ましく、焼成時間は5分〜3時間が好まし
い。
Polysaccharides are groups 3-6 and 12- of the Periodic Table
When an element belonging to any one of Group 15 is included, it is preferable that the pretreated semiconductor fine particles be fired to form an oxide of these elements on the semiconductor fine particles. The firing temperature is preferably 450 to 550 ° C., and the firing time is preferably 5 minutes to 3 hours.

【0025】前処理後の半導体微粒子層を、四塩化チタ
ン、多糖類等の溶液で再処理してもよい。特に、前処理
後、色素を吸着させる前に半導体微粒子を四塩化チタン
水溶液で処理するのが好ましい。再処理を行った後に
も、上記のように焼成を施して半導体微粒子上に金属酸
化物を形成するのが好ましい。
The semiconductor fine particle layer after the pretreatment may be retreated with a solution of titanium tetrachloride, a polysaccharide or the like. In particular, it is preferable to treat the semiconductor fine particles with an aqueous solution of titanium tetrachloride after pretreatment and before adsorbing the dye. Even after the retreatment, it is preferable to perform the baking as described above to form the metal oxide on the semiconductor fine particles.

【0026】(B)後処理法 後処理法においても前処理法の場合と同様に、処理溶液
又は処理分散液を用いることが好ましく、処理溶液を用
いることがより好ましい。多糖類自体が液体の場合は無
溶媒で使用してもよい。処理溶液に用いる溶媒は水、水
溶液、有機溶媒等であってよいが、好ましくは有機溶媒
である。
(B) Post-treatment method Also in the post-treatment method, as in the case of the pre-treatment method, it is preferable to use a treatment solution or a treatment dispersion liquid, and more preferable to use a treatment solution. When the polysaccharide itself is liquid, it may be used without solvent. The solvent used for the treatment solution may be water, an aqueous solution, an organic solvent or the like, but is preferably an organic solvent.

【0027】有機溶剤を用いる場合は、多糖類の溶解性
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。中でもアルコール類が好ましい。
When an organic solvent is used, it can be appropriately selected depending on the solubility of the polysaccharide. 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, alcohols are preferable.

【0028】前処理法の場合と同様に、後処理法におい
ても処理液を用いた浸漬処理法やスプレー法が好ましく
適用できる。浸漬処理法を行う際、処理液の温度や浸漬
処理時間は任意に設定してよいが、処理液の温度は好ま
しくは20〜80℃であり、浸漬処理時間は好ましくは30秒
〜24時間である。浸漬処理の後には溶媒で半導体微粒子
層を洗浄するのが好ましい。洗浄には処理液に用いた溶
媒と同一のものを用いるのが好ましい。
As in the case of the pretreatment method, the dipping treatment method using the treatment liquid or the spray method can be preferably applied to the posttreatment method. When performing the immersion treatment method, the temperature of the treatment liquid and the immersion treatment time may be arbitrarily set, but the temperature of the treatment liquid is preferably 20 to 80 ° C., and the immersion treatment time is preferably 30 seconds to 24 hours. is there. It is preferable to wash the semiconductor fine particle layer with a solvent after the immersion treatment. For washing, it is preferable to use the same solvent as that used for the treatment liquid.

【0029】後処理法で用いる処理液中の多糖類の濃度
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。
The concentration of the polysaccharide in the treatment liquid used in the post-treatment method is preferably 1 × 10 -6 to 2 mol / l, more preferably 1 × 10 -5 to 5 × 10 -1 mol / l. is there.

【0030】後処理液は多糖類に加えて、適宜これ以外
の物質を添加剤として含有してもよい。好ましい添加剤
の例としては、界面活性剤(ステロイド類、ポリエーテ
ル化合物等)、塩基、ウレイド化合物、シリル化合物等
が挙げられる。これらは単独で使用しても組み合わせて
使用してもよい。処理液に添加する塩基は、その共役酸
のpKaが3〜8(テトラヒドロフラン:水=1:1、25
℃)であるものが好ましく、その例としてはピリジン化
合物(4-t-ブチルピリジン、4-メトキシピリジン等)が
挙げられる。また、ウレイド化合物やシリル化合物の具
体例としては、以下に示す化合物(II-1)〜(II-13)等が
挙げれらるが、中でもシリル基が置換したウレイド化合
物((II-6)や(II-7)等)がより好ましい。処理液中のこ
れら添加剤の濃度は、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。
In addition to the polysaccharide, the post-treatment liquid may optionally contain other substances as additives. Examples of preferable additives include surfactants (steroids, polyether compounds, etc.), bases, ureide compounds, silyl compounds and the like. These may be used alone or in combination. The base added to the treatment solution has a conjugate acid pKa of 3 to 8 (tetrahydrofuran: water = 1: 1, 25
C.) is preferred, and examples thereof include pyridine compounds (4-t-butylpyridine, 4-methoxypyridine, etc.). In addition, specific examples of the ureido compound and the silyl compound include compounds (II-1) to (II-13) shown below, and among them, a ureido compound ((II-6) and a silyl group substituted (II-6) and (II-7) and the like) are more preferable. The concentration of these additives in the treatment liquid is preferably 1 × 10 −6 to 2 mol / l, more preferably 1 × 10 −5 to 5 × 10 −1 mol / l.

【0031】[0031]

【化2】 [Chemical 2]

【0032】(C)同時処理法 同時処理法では、色素を吸着させる際に使用する色素の
溶液(色素吸着液)に、多糖類を溶解又は分散させて得
られる処理液を用いることが好ましい。従って、処理液
に用いる溶媒は、後述する色素吸着液に好ましく用いら
れる有機溶媒と同様のものであることが好ましい。処理
液中の多糖類の濃度は、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。
(C) Simultaneous Treatment Method In the simultaneous treatment method, it is preferable to use a treatment liquid obtained by dissolving or dispersing a polysaccharide in a dye solution (dye adsorbing liquid) used for adsorbing a dye. Therefore, the solvent used for the treatment liquid is preferably the same as the organic solvent preferably used for the dye adsorption liquid described later. The concentration of the polysaccharide in the treatment liquid is preferably 1 × 10 -6 to 2 mol / l
And more preferably 1 × 10 −5 to 5 × 10 −1 mol / l.

【0033】同時処理法においても、処理液を用いた浸
漬処理法が好ましく適用できる。浸漬処理法を行う際、
処理液の温度や浸漬処理時間は任意に設定してよいが、
処理液の温度は好ましくは20〜50℃であり、浸漬処理時
間は好ましくは5分〜24時間である。浸漬処理の後には
溶媒で半導体微粒子層を洗浄するのが好ましい。洗浄に
は処理液に用いた溶媒と同一のものを用いるのが好まし
い。
Also in the simultaneous treatment method, the dipping treatment method using the treatment liquid can be preferably applied. When performing the immersion treatment method,
Although the temperature of the treatment liquid and the immersion treatment time may be set arbitrarily,
The temperature of the treatment liquid is preferably 20 to 50 ° C., and the immersion treatment time is preferably 5 minutes to 24 hours. It is preferable to wash the semiconductor fine particle layer with a solvent after the immersion treatment. For washing, it is preferable to use the same solvent as that used for the treatment liquid.

【0034】同時処理法に用いる処理液は多糖類及び色
素に加えて、適宜これ以外の物質を添加剤として含有し
てもよい。例えば色素間の凝集等の相互作用を低減する
ために、界面活性な性質を持つ無色の化合物を処理液に
添加し、半導体微粒子に共吸着させてよい。このような
無色の化合物については、「(5)色素吸着液への添加
剤」の項で詳細に説明する。
The treatment liquid used in the simultaneous treatment method may appropriately contain substances other than these in addition to the polysaccharide and the dye as additives. For example, in order to reduce interaction such as aggregation between dyes, a colorless compound having a surface active property may be added to the treatment liquid and co-adsorbed on the semiconductor fine particles. Such a colorless compound will be described in detail in the section of “(5) Additive to dye adsorbing liquid”.

【0035】[III]光電変換素子 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、感光層20、電荷輸送層30及び対極導電層40を
こ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。導電層10と感光層20の間には下塗り層60
を設けてもよい。また、光電変換素子に強度を付与する
ために、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。このような光電変換素子を電気
的仕事(発電)をさせるために外部負荷に接続したもの
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ものを光電気化
学電池と呼び、また太陽光による発電を主目的とするも
のを太陽電池と呼ぶ。
[III] Photoelectric Conversion Element The photoelectric conversion element of the present invention is preferably formed by laminating a conductive layer 10, a photosensitive layer 20, a charge transport layer 30 and a counter electrode conductive layer 40 in this order as shown in FIG. The photosensitive layer (20) is composed of semiconductor fine particles (21) sensitized with a dye (22) and a charge transport material (23) that has penetrated into the spaces between the semiconductor fine particles (21). The charge transport material 23 in the photosensitive layer 20 is usually the same material used for the charge transport layer 30. An undercoat layer 60 is provided between the conductive layer 10 and the photosensitive layer 20.
May be provided. Further, 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 layer composed of the conductive layer 10 and the substrate 50 optionally provided is referred to as a “conductive support”, and the layer composed of the counter electrode conductive layer 40 and the substrate 50 optionally provided is referred to as a “counter electrode”. The conductive layer 10, the counter conductive layer 40, and the substrate 50 in FIG.
May be the transparent conductive layer 10a, the transparent counter electrode conductive layer 40a, and the transparent substrate 50a, respectively. A photocell is a device in which such a photoelectric conversion element is connected to an external load in order to perform electric work (power generation), and a photosensor is a device made for the purpose of sensing optical information. Among photovoltaic cells, those in which the charge transport material is mainly composed of an ion transport material are called photoelectrochemical cells, and those whose main purpose is power generation by sunlight are called solar cells.

【0036】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により増感した半導体
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は半導
体微粒子21の伝導帯に渡され、更に拡散して導電層10に
到達する。このとき色素22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 diffuse to reach the conductive layer 10. At this time, the dye 22 is an oxidant. In the photovoltaic cell, the electrons in the conductive layer 10 return to the oxidant of 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.
At the boundary of each layer (for example, the boundary between the conductive layer 10 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 conductive layer 40, etc.), the constituent components of each layer They may be diffusively mixed with each other. Each layer will be described in detail below.

【0037】(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、導電層の材料としては、
導電層の強度や密封性を十分に保つことができ、且つ導
電性を有するもの(例えば白金、金、銀、銅、亜鉛、チ
タン、アルミニウム、これらを含む合金のような金属材
料等)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導電性支持体として
使用することができる。好ましい導電剤の例としては金
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。導電層の厚さは好ましくは0.02〜10μm程度であ
る。
(A) Conductive Support The conductive support is composed of (1) a single layer of a conductive layer or (2) a conductive layer and a substrate. In the case of (1), as the material of the conductive layer,
Use a conductive layer that can sufficiently maintain the strength and hermeticity of the conductive layer (for example, a metal material such as platinum, gold, silver, copper, zinc, titanium, aluminum, or an alloy containing these). be able to. In the case of (2), a substrate having a conductive layer containing a conductive agent on the photosensitive layer side can be used as a conductive support. Examples of preferable conductive agents include metals (platinum, gold, silver, copper, zinc, titanium, aluminum,
Indium, alloys containing these, and carbon and conductive metal oxides (indium-tin composite oxide, tin oxide doped with fluorine or antimony, etc.). The thickness of the conductive layer is preferably about 0.02 to 10 μm.

【0038】導電性支持体の表面抵抗は低い程好まし
い。この表面抵抗は好ましくは50Ω/□以下であり、よ
り好ましくは20Ω/□以下である。
The lower the surface resistance of the conductive support, the better. This surface resistance is preferably 50 Ω / □ or less, more preferably 20 Ω / □ or less.

【0039】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光の透過率が10%以
上であることを意味する。この透過率は好ましくは50%
以上、特に好ましくは80%以上である。特に、感光層が
感度を有する波長域の光の透過率が高いことが好まし
い。
When light is irradiated from the side of the conductive support, the conductive support is preferably substantially transparent.
Substantially transparent means visible to near infrared region (400 to 120
It means that the light transmittance is 10% or more in a part or the whole area of the light of 0 nm). This transmission is preferably 50%
More preferably, it is 80% or more. In particular, it is preferable that the light-transmitting layer has a high transmittance for light in a wavelength range in which the photosensitive layer has sensitivity.

【0040】透明導電性支持体としては、ガラス、プラ
スチック等からなる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、蒸着等により形成したもの
が好ましく使用できる。透明導電層をなす好ましい材料
の例としては、フッ素又はアンチモンをドーピングした
二酸化スズ、インジウム−スズ酸化物(ITO)等が挙げ
られる。透明基板としては、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無い無アルカリガ
ラス等からなるガラス基板や、透明ポリマーフィルム等
が使用できる。透明ポリマーフィルムをなす材料の例と
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(P
C)、ポリアリレート(PAr)、ポリスルフォン(PS
F)、ポリエステルスルフォン(PES)、ポリイミド(P
I)、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挙げられる。十分な透
明性を確保するためには、上記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基板1m2当たり0.01〜10
0gとするのが好ましい。
As the transparent conductive support, one having a transparent conductive layer made of a conductive metal oxide formed on the surface of a transparent substrate made of glass, plastic or the like by coating, vapor deposition or the like can be preferably used. Examples of preferable materials for forming the transparent conductive layer include tin dioxide doped with fluorine or antimony, indium-tin oxide (ITO), and the like. As the transparent substrate, soda glass, which is advantageous in terms of cost and strength, a glass substrate made of non-alkali glass which is not affected by alkali elution, or a transparent polymer film can be used. Examples of materials forming the transparent polymer film include triacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndiotactic polystyrene (SPS), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (P
C), polyarylate (PAr), polysulfone (PS
F), polyester sulfone (PES), polyimide (P
I), polyether imide (PEI), cyclic polyolefin, brominated phenoxy resin and the like. In order to secure sufficient transparency, the coating amount of the conductive metal oxide is 0.01 to 10 per 1 m 2 of glass or plastic substrate.
It is preferably 0 g.

【0041】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。金属リードは白金、金、ニ
ッケル、チタン、アルミニウム、銅、銀等の金属からな
るのが好ましい。透明基板上に金属リードを蒸着、スパ
ッタリング等で設置し、その上に導電性の酸化スズ、IT
O膜等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 conductive support. The metal lead is preferably made of a metal such as platinum, gold, nickel, titanium, aluminum, copper or silver. A metal lead is deposited on the transparent substrate by vapor deposition, sputtering, etc., and conductive tin oxide, IT
It is preferable to provide a transparent conductive layer such as 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%.

【0042】(B)感光層 感光層において半導体微粒子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
感した半導体微粒子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 fine particles act as a photoconductor and absorb light to separate charges to generate electrons and holes. In the dye-sensitized semiconductor fine particles, light absorption and generation of electrons and holes thereby occur mainly in the dye, and the semiconductor fine particles play a role of receiving and transmitting the electrons or holes. 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.

【0043】(1)半導体 本発明で用いる半導体は、単体半導体(シリコン、ゲル
マニウム等)、III-V族系化合物半導体、金属カルコゲ
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)等であっ
てよい。
(1) Semiconductor The semiconductor used in the present invention includes a single semiconductor (silicon, germanium, etc.), a III-V group compound semiconductor, a metal chalcogenide (oxide, sulfide, selenide, composite thereof, etc.), A compound having a perovskite structure (strontium titanate, calcium titanate, sodium titanate, barium titanate, potassium niobate, etc.) may be used.

【0044】好ましい金属カルコゲナイドの例として
は、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
化合物半導体の例としては亜鉛、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。更には、MxOySzやM1xM2yOz(M、M1及びM2
はそれぞれ金属元素を表し、x、y及びzは価数が中性に
なる組み合わせの数である)のような複合物も好ましく
用いることができる。
Examples of preferred metal chalcogenides are titanium, tin, zinc, iron, tungsten, zirconium, hafnium, strontium, indium, cerium, yttrium, lanthanum, vanadium, niobium or tantalum oxides, cadmium, zinc, lead, Examples thereof include sulfides of silver, antimony or bismuth, selenides of cadmium or lead, tellurides of cadmium and the like. Examples of other compound semiconductors include phosphides such as zinc, gallium, indium and cadmium, gallium-arsenic or copper-
Examples thereof include indium selenide and copper-indium sulfide. Furthermore, M x O y S z and M 1x M 2y O z (M, M 1 and M 2
Each represents a metal element, and x, y, and z are the number of combinations in which the valence is neutral).

【0045】本発明で用いる半導体は、好ましくはSi、
TiO2、SnO2、Fe2O3、WO3、ZnO、Nb2O5、CdS、ZnS、Pb
S、Bi2S3、CdSe、CdTe、SrTiO3、GaP、InP、GaAs、CuIn
S2又はCuInSe2であり、より好ましくはTiO2、ZnO、Sn
O2、Fe2O3、WO3、Nb2O5、CdS、PbS、CdSe、SrTiO3、In
P、GaAs、CuInS2又はCuInSe2であり、特に好ましくはTi
O2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電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。
The semiconductor used in the present invention is preferably Si,
TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , CdS, ZnS, Pb
S, Bi 2 S 3 , CdSe, CdTe, SrTiO 3 , GaP, InP, GaAs, CuIn
S 2 or CuInSe 2 , more preferably TiO 2 , ZnO, Sn
O 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , Nb 2 O 5 , CdS, PbS, CdSe, SrTiO 3 , In
P, GaAs, CuInS 2 or CuInSe 2 , particularly preferably Ti
O 2 or Nb 2 O 5 , most preferably TiO 2 . TiO 2
Preferably TiO 2 containing anatase 70% among, particularly preferably TiO 2 100% anatase. 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.

【0046】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
微粒子からなる多孔質膜が特に好ましい。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 a porous film made of fine semiconductor particles is particularly preferable. In addition, a part of the amorphous portion may be included.

【0047】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好ましくは5〜200nm、
より好ましくは8〜100nmである。また、分散液中の半
導体微粒子(二次粒子)の平均粒径は好ましくは0.01〜
30μmである。粒径分布の異なる2種類以上の半導体微
粒子を混合して用いてもよく、この場合、小さい粒子の
平均粒径は好ましくは25nm以下であり、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,
More preferably, it is 8 to 100 nm. The average particle size of the semiconductor fine particles (secondary particles) in the dispersion is preferably 0.01-
It is 30 μm. Two or more kinds of semiconductor fine particles having different particle size distributions may be mixed and used, and in this case, the average particle size of the small particles is preferably 25 nm or less, more preferably
It is 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.

【0048】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.

【0049】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'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.

【0050】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, 9
No. 2419 to 2425 is also preferable.

【0051】(2)半導体微粒子層 半導体微粒子層を導電性支持体上に形成する際には、半
導体微粒子を含有する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、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
微粒子を含有する分散液又はコロイド溶液の物性、導電
性支持体の融通性等を考慮すると、湿式の製膜方法を用
いるのが比較的望ましい。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 When the semiconductor fine particle layer is formed on the conductive support, other than the method of coating the conductive support with a dispersion or colloidal solution containing semiconductor fine particles, the above-mentioned method is used. It is also possible to use a sol-gel method or the like. Considering the mass production of photoelectric conversion devices, the physical properties of dispersion liquids or colloidal solutions containing semiconductor particles, the flexibility of the conductive support, and the like, it is relatively desirable to use a wet film forming method. As a wet film forming method, a coating method, a printing method, an electrolytic deposition method and an electrodeposition method are typical.
In addition, 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 thermally decomposes on a heated substrate The SPD method of spraying an oxide precursor to form a metal oxide can also be used.

【0052】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、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 preparing a dispersion of semiconductor fine particles, in addition to the sol-gel method described above, a method of mashing with a mortar,
Examples thereof include a method of pulverizing and dispersing with a mill, a method of precipitating as fine particles in a solvent in synthesizing a semiconductor and using the particles as they are.

【0053】半導体微粒子の分散液に用いる分散媒は、
水又は各種有機溶媒(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)であってよい。分散する際に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
液の粘度が調節でき、また剥がれにくい半導体微粒子層
を形成したり、半導体微粒子層の空隙率をコントロール
することができるので、ポリエチレングリコールを添加
することは好ましい。
The dispersion medium used in the dispersion liquid of semiconductor fine particles is
Water or various organic solvents (methanol, ethanol, isopropyl alcohol, citronellol, terpineol,
Dichloromethane, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, etc.). 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 the semiconductor fine particle layer that is difficult to peel off can be formed, and the porosity of the semiconductor fine particle layer can be controlled. Therefore, it is preferable to add polyethylene glycol. .

【0054】好ましい塗布方法の例としては、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58-4589号に開示されているワイヤーバー法、
米国特許2681294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
テン法等が挙げられる。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。
Examples of preferred coating methods include a roller method and a dip method as an application system, an air knife method and a blade method as a metering system, and JP-B-58-4589 as a method in which the application and the metering can be performed in the same part. Wire bar method disclosed in No.
The slide hopper method, the extrusion method, the curtain method and the like described in U.S. Pat. Nos. 2,681,294, 2,761,419 and 2,761,791 can be mentioned. A spin method or a spray method is also preferable as a general-purpose machine. As a wet printing method, intaglio, a rubber plate, screen printing, etc. are preferable, including the three major printing methods of letterpress, offset and gravure. The film forming method may be selected from these depending on the liquid viscosity and the wet thickness.

【0055】半導体微粒子層は単層に限定されず、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
剤等)を含有する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足りない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, and a dispersion of semiconductor fine particles having different particle diameters may be applied in multiple layers, or a layer containing different types of semiconductor fine particles (or different binders, additives, etc.) may be formed in multiple layers. It can also be applied. The multi-layer coating is effective even when the film thickness is insufficient by one-time coating.

【0056】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。従って半導体微粒子層の好ましい厚さは0.1〜1
00μmである。本発明の光電変換素子を光電池に用いる
場合、半導体微粒子層の厚さは好ましくは1〜30μm、
より好ましくは2〜25μmである。導電性支持体1m2
たりの半導体微粒子の塗布量は、好ましくは0.5〜100
g、より好ましくは3〜50gである。
In general, 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 1
It is 00 μm. When using the photoelectric conversion element of the present invention in a photovoltaic cell, the thickness of the semiconductor fine particle layer is preferably 1 to 30 μm,
More preferably, it is 2 to 25 μm. The coating amount of the semiconductor fine particles per 1 m 2 of the conductive support is preferably 0.5 to 100.
g, more preferably 3 to 50 g.

【0057】半導体微粒子を導電性支持体上に塗布した
後、半導体微粒子同士を電子的に接触させるとともに塗
膜強度や導電性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。加熱処理における加熱温度
は好ましくは40〜700℃であり、より好ましくは100〜60
0℃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基板を用
いる場合、高温処理は基板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
〜350℃)で加熱処理を行うのが好ましい。低温化は5n
m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 the coating strength and the adhesion to the conductive support are improved.
It is preferable to perform heat treatment. The heating temperature in the heat treatment is preferably 40 to 700 ° C, more preferably 100 to 60.
It is 0 ° C. The heating time is about 10 minutes to 10 hours.
When a substrate 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 substrate. In terms of cost, the temperature is as low as possible (eg 50
It is preferable to perform the heat treatment at a temperature of up to 350 ° C. 5n lower temperature
It becomes possible by heat treatment in the presence of small semiconductor fine particles of m or less, mineral acid, or metal oxide precursor, and also by irradiation with ultraviolet rays, infrared rays, microwaves, etc., or by applying an electric field or ultrasonic waves. it can. At the same time, in addition to the above irradiation and application, heating, decompression, oxygen plasma treatment, pure water cleaning, solvent cleaning, in order to remove unnecessary organic substances, etc.
It is preferable to use gas cleaning or the like in combination as appropriate.

【0058】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。半導体微粒子層を導電性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、100倍以上であるのがより好ましい。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 conductive support is preferably 10 times or more, and more preferably 100 times or more of the projected area. This upper limit is not particularly limited, but is usually about 1000 times.

【0059】(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特
性を有し半導体を増感しうるものであれば特に限定され
ないが、金属錯体色素、メチン色素、ポルフィリン系色
素及びフタロシアニン系色素が好ましく使用でき、中で
も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、且つ変換効率を上げるために、
二種類以上の色素を併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 is not particularly limited as long as it has absorption characteristics in the visible region and near infrared region and can sensitize a semiconductor, but metal complex dyes, methine dyes, Porphyrin type dyes and phthalocyanine type dyes can be preferably used, and among them, metal complex dyes are particularly preferable. In addition, in order to widen the wavelength range of photoelectric conversion as much as possible and increase the conversion efficiency,
Two or more kinds of dyes can be used in combination. in this case,
It is possible to select the dyes to be used together and the ratio thereof so as to match the wavelength range and intensity distribution of the desired light source.

【0060】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)を有する
のが好ましい。好ましい結合基の例としては、-COOH
基、-OH基、-SO3H基、-P(O)(OH)2基及び-OP(O)(OH)2
のような酸性基や、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等が挙げられる。中で
も-COOH基、-P(O)(OH)2基及び-OP(O)(OH)2基が特に好ま
しい。これらの結合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。
The dye preferably has an appropriate interlocking group capable of adsorbing to the surface of the semiconductor fine particles. Examples of preferred linking groups include -COOH
Group, -OH group, -SO 3 H group, acidic group such as -P (O) (OH) 2 group and -OP (O) (OH) 2 group, oxime, dioxime, hydroxyquinoline, salicylate and α -A chelating group having π conductivity such as ketoenolate may be used. Of these, a —COOH group, a —P (O) (OH) 2 group and a —OP (O) (OH) 2 group are particularly preferred. These bonding 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.

【0061】(a)金属錯体色素 金属錯体色素のうち、金属フタロシアニン色素、金属ポ
ルフィリン色素及び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
の例としては、米国特許4927721号、同4684537号、同50
84365号、同5350644号、同5463057号、同5525440号、特
開平7-249790号、特表平10-504512号、WO98/50393号、
特開2000-26487号等に記載のものが挙げられる。
(A) Metal Complex Dyes Among the metal complex dyes, metal phthalocyanine dyes, metal porphyrin dyes and ruthenium complex dyes are preferable, and ruthenium complex dyes are particularly preferable. Examples of ruthenium complex dyes include U.S. Pat.Nos. 4,927,721, 4,884,537 and 50.
No. 84365, No. 5350644, No. 5463057, No. 5525440, JP-A-7-249790, Tokuyohei 10-504512, WO98 / 50393,
Examples thereof include those described in JP-A-2000-26487.

【0062】本発明で用いるルテニウム錯体色素は下記
一般式(II): (A1)pRu(B-a)(B-b)(B-c) ・・・(II) により表されるのが好ましい。一般式(II)中、A1は1又
は2座の配位子を表し、好ましくはCl、SCN、H2O、Br、
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 (II): (A 1 ) p Ru (Ba) (Bb) (Bc) ... (II). In the general formula (II), A 1 represents a mono- or bidentate ligand, preferably Cl, SCN, H 2 O, Br,
It is a ligand selected from the group consisting of 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.

【0063】[0063]

【化3】 [Chemical 3]

【0064】式B-1〜B-10中、R1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あっても分岐
状であってもよく、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あっても多環(縮合環、環集合)
であってもよい。B-a、B-b及びB-cは同じであっても異
なっていてもよい。上記一般式(II)により表されるルテ
ニウム錯体色素はB-a、B-b及びB-cのうちいずれか1つ
又は2つのみを含んでいてもよい。
In formulas B-1 to B-10, each R 1 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 and Examples include chelating groups. Here, the alkyl part of the alkyl group and aralkyl group may be linear or branched, and the aryl part of the aryl group and aralkyl group may be monocyclic or polycyclic (fused ring, ring assembly). )
May be Ba, Bb and Bc may be the same or different. The ruthenium complex dye represented by the general formula (II) may contain only one or two of Ba, Bb and Bc.

【0065】本発明で好ましく使用できる金属錯体色素
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 the metal complex dye that can be preferably used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0066】[0066]

【化4】 [Chemical 4]

【0067】[0067]

【化5】 [Chemical 5]

【0068】(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。ポリメチン色素の例としては、特開平
11-35836号、同11-67285号、同11-86916号、同11-97725
号、同11-158395号、同11-163378号、同11-214730号、
同11-214731号、同11-238905号、特開2000-26487号、欧
州特許892411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 polymethine dyes include those disclosed in
11-35836, 11-67285, 11-86916, 11-97725
No. 11, No. 11-158395, No. 11-163378, No. 11-214730,
Examples thereof include dyes described in JP-A Nos. 11-214731, 11-238905, JP-A 2000-26487, European Patents 892411, 911841 and 991092. Specific examples of preferable methine dyes are shown below.

【0069】[0069]

【化6】 [Chemical 6]

【0070】[0070]

【化7】 [Chemical 7]

【0071】(4)半導体微粒子への色素の吸着 半導体微粒子に色素を吸着させる際には、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
浸漬する方法、又は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。前者の方法の場合、浸
漬法、ディップ法、ローラ法、エアーナイフ法等が利用
可能である。浸漬法を用いる場合、色素の吸着は室温で
行ってもよいし、特開平7-249790号に記載されているよ
うに加熱還流して行ってもよい。後者の方法の場合、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、スプレー法等が利用でき
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 on Semiconductor Fine Particles When adsorbing a dye on semiconductor fine particles, a method of immersing a conductive support having a well-dried semiconductor fine particle layer in a solution of the dye, or a solution of the dye Can be applied to the semiconductor fine particle layer. In the case of the former method, a dipping method, a dipping method, a roller method, an air knife method or the like can be used. When the dipping method is used, the dye may be adsorbed at room temperature or may be heated under reflux as described in JP-A-7-249790. In the case of the latter method, a wire bar method, a slide hopper method, an extrusion method, a curtain method, a spin method, a spray method or the like can be used. 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.

【0072】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.

【0073】未吸着の色素は、吸着工程後、速やかに洗
浄により除去するのが好ましい。洗浄は湿式洗浄槽中で
アセトニトリル、アルコール系溶剤のような有機溶媒を
用いて行うのが好ましい。
The unadsorbed dye is preferably removed immediately by washing after the adsorption step. The washing is preferably carried out in a wet washing tank using an organic solvent such as acetonitrile or an alcohol solvent.

【0074】色素の吸着量は、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微粒子の増感
効果が十分に得られる。色素の吸着量が少なすぎると増
感効果が不十分となり、また色素の吸着量が多すぎると
半導体に付着していない色素が浮遊し、増感効果が低減
する。色素の吸着量を増やすためには、吸着前に半導体
微粒子を加熱処理するのが好ましい。半導体微粒子表面
に水が吸着するのを避けるために、加熱処理後には常温
に戻さずに半導体微粒子層の温度が60〜150℃の間で素
早く色素の吸着を行うのが好ましい。
The amount of the dye adsorbed 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 0.01 to 1 mmol per 1 g of the semiconductor fine particles. With such an amount of dye adsorbed, the sensitizing effect of the semiconductor fine particles can be sufficiently obtained. If the amount of dye adsorbed is too small, the sensitizing effect will be insufficient, and if the amount of dye adsorbed is too large, the dye not attached to the semiconductor will float and the sensitizing effect will decrease. In order to increase the adsorption amount of the dye, it is preferable to heat-treat the semiconductor fine particles before the adsorption. In order to prevent water from adsorbing to the surface of the semiconductor fine particles, it is preferable to quickly adsorb the dye at a temperature of the semiconductor fine particle layer of 60 to 150 ° C. without returning to room temperature after the heat treatment.

【0075】(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
な添加剤としては、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
(及びスルホン酸塩類)、少なくとも1つのウレイド基
を有するウレイド化合物、アルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩等が好ましく使用できる。これらは単独で使用
しても組み合わせて使用してもよい。
(5) Additives to Dye Adsorbing Liquid A colorless compound is added to the dye adsorbing liquid for the purpose of reducing the interaction such as aggregation between dyes or increasing the amount of adsorbed dye. It may be co-adsorbed on the microparticles. Examples of such additives include steroid compounds having a carboxyl group (chenodeoxycholic acid, etc.), sulfonic acid compounds (and sulfonates), ureido compounds having at least one ureido group, alkali metal salts, alkaline earth metal salts, etc. Can be preferably used. These may be used alone or in combination.

【0076】色素の凝集を低減する目的で特に好ましい
添加剤として、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が挙げられる。
Particularly preferable additives for the purpose of reducing the aggregation of the dye include steroid compounds having a carboxyl group having a surface-active property (chenodeoxycholic acid etc.) and the following sulfonates.

【化8】 [Chemical 8]

【0077】好ましいウレイド化合物の具体例を以下に
示す。ウレイド化合物の添加量は色素に対して好ましく
は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。
Specific examples of preferable ureido compounds are shown below. The amount of the ureido compound added is preferably 0.1 to 1000 times mol, more preferably 1 to 500 times mol, and particularly preferably 10 to 100 times mol, relative to the dye.

【化9】 [Chemical 9]

【0078】アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩の
中でも、アルカリ金属塩が好ましく、リチウム塩が特に
好ましい。これらの塩を形成するアニオン種は特に限定
されず、ハロゲン(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等)、
カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、スルホンアミ
ド、スルホニルイミド(ビストリフルオロメタンスルホ
ンイミド、ビスペンタフルオロエタンスルホンイミド
等)、スルホニルメチド、硫酸、チオシアン酸、シアン
酸、過塩素酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロ
りん酸等の塩であってよい。中でも、ヨウ素、ビストリ
フルオロメタンスルホンイミド、チオシアン酸、テトラ
フルオロホウ酸又はヘキサフルオロりん酸の塩が好まし
く、ヨウ素、ビストリフルオロメタンスルホンイミド又
はテトラフルオロホウ酸の塩がより好ましく、ヨウ素塩
が特に好ましい。アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属
塩の添加量は色素に対して好ましくは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。
Among the alkali metal salts and alkaline earth metal salts, alkali metal salts are preferable, and lithium salts are particularly preferable. The anion species forming these salts are not particularly limited, and include halogens (fluorine, chlorine, bromine, iodine, etc.),
Carboxylic acid, sulfonic acid, phosphonic acid, sulfonamide, sulfonylimide (bistrifluoromethanesulfonimide, bispentafluoroethanesulfonimide, etc.), sulfonylmethide, sulfuric acid, thiocyanic acid, cyanic acid, perchloric acid, tetrafluoroboric acid , Hexafluorophosphoric acid and the like. Among them, iodine, bistrifluoromethanesulfonimide, thiocyanic acid, tetrafluoroboric acid or a salt of hexafluorophosphoric acid is preferable, iodine, a salt of bistrifluoromethanesulfonimide or tetrafluoroboric acid is more preferable, and an iodine salt is particularly preferable. . The amount of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt added is preferably 0.1 to 1000 times mol, more preferably 1 to 500 times mol, and particularly preferably 10 to 100 times mol, of the dye.

【0079】(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。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の例とし
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
料の例としては、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し
てもよい。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 contains a charge transport material having a function of supplementing electrons to the oxidized form of the dye. The charge transport material used in the present invention is (i) a charge transport material involving ions,
(ii) It may be a charge-transporting material that involves carrier movement in a solid. (i) Examples of the charge transport material involving ions include a molten salt electrolyte composition containing a redox counter ion, a solution in which redox pair ions are dissolved (electrolyte), and a redox pair solution in a polymer matrix. Examples thereof include a so-called gel electrolyte composition impregnated in a gel, a solid electrolyte composition, and the like. (Ii) Examples of the charge transport material involved in carrier transfer in a solid include an electron transport material and a hole transport material. Can be mentioned. A plurality of these charge transport materials may 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.

【0080】(1)溶融塩電解質組成物 光電変換効率と耐久性の両立という観点から、溶融塩電
解質を電荷輸送材料に用いることは好ましい。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、その例としてはWO95/18456号、特開平8-2595
43号、電気化学, 第65巻, 11号, 923頁 (1997年)等に記
載のピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウ
ム塩等が挙げられる。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 From the viewpoint of achieving both photoelectric conversion efficiency and durability, it is preferable to use a molten salt electrolyte as the charge transport material. The molten salt electrolyte is a liquid at room temperature or an electrolyte having a low melting point, examples of which are WO95 / 18456 and JP-A-8-2595.
43, Electrochemistry, Vol. 65, No. 11, page 923 (1997) and the like, and pyridinium salts, imidazolium salts, triazolium salts and the like. The melting point of the molten salt is preferably 100 ° C. or lower, and particularly preferably liquid at around room temperature.

【0081】本発明で用いる溶融塩は、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のが好ま
しい。
The molten salt used in the present invention has the following general formula (Y-
It is preferably represented by any of a), (Yb) and (Yc).

【0082】[0082]

【化10】 [Chemical 10]

【0083】一般式(Y-a)中、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。
In formula (Ya), Q y1 represents an atomic group forming a 5- or 6-membered aromatic cation 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.

【0084】一般式(Y-b)中、Ay1は窒素原子又はリン原
子を表す。
In the general formula (Yb), A y1 represents a nitrogen atom or a phosphorus atom.

【0085】一般式(Y-a)、(Y-b)及び(Y-c)中、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。
In the general formulas (Ya), (Yb) and (Yc), R y1 to R y
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.

【0086】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。
Two or more of R y2 to R y5 in the general formula (Yb) may be bonded to each other to form a non-aromatic ring containing A y1, and R y6 to the general formula (Yc) to Two or more of R y11 may be linked to each other to form a ring.

【0087】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.

【0088】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 any of R y 1 to R y11. .

【0089】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-、SC
N-、CF3SO3 -、CF3COO-、(CF3SO2)2N-又はBF4 -であるの
がより好ましい。
In the general 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 -, SC
More preferably, it is N , CF 3 SO 3 , CF 3 COO , (CF 3 SO 2 ) 2 N or BF 4 .

【0090】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.

【0091】[0091]

【化11】 [Chemical 11]

【0092】[0092]

【化12】 [Chemical 12]

【0093】[0093]

【化13】 [Chemical 13]

【0094】[0094]

【化14】 [Chemical 14]

【0095】[0095]

【化15】 [Chemical 15]

【0096】[0096]

【化16】 [Chemical 16]

【0097】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.

【0098】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。溶融塩電解質組成物は後述のよう
にゲル化して使用してもよい。
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. The molten salt electrolyte composition may be gelled and used as described below.

【0099】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%.

【0100】(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。電解液に用いる電解質の例としては、I2とヨ
ウ化物(LiI、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、NaBr、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、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
等が挙げられる。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。
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. Examples of the electrolyte used in the electrolytic solution, I 2 and iodide (metal iodide such as LiI, NaI, KI, CsI, CaI 2 ,
Tetraalkylammonium iodide, pyridinium iodide, quaternary ammonium compounds such as imidazolium iodide, etc.) combination, Br 2 and bromide (metal bromide such as LiBr, NaBr, KBr, CsBr, CaBr 2 , tetraalkylammonium) Bromide, quaternary ammonium compound such as pyridinium bromide, bromine salt, etc.), metal complex such as ferrocyanate-ferricyanate or ferrocene-ferricinium ion, sodium polysulfide, sulfur compound such as alkylthiol-alkyldisulfide , Viologen dyes, hydroquinone-quinone, and the like. Among them, 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.
The electrolytes may be mixed and used.

【0101】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.

【0102】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
の例としては、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、水等が挙げられる。これらの溶媒は混合
して用いることもできる。
The solvent used for the electrolytic solution is a compound which can exhibit excellent ionic conductivity by having low viscosity and improving ion mobility, or by having high dielectric constant and improving effective carrier concentration. desirable. Examples of such solvents include carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, ether compounds such as dioxane and 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 Lumpur, polyhydric alcohols such as glycerin, acetonitrile, glutarodinitrile, methoxy acetonitrile, propionitrile, nitrile compounds such as benzonitrile, dimethyl sulfoxide, aprotic polar substances such as sulfolane, water and the like. These solvents may be mixed and used.

【0103】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
ましい。添加する塩基性化合物は揮発性が無いことが好
ましい。また、電荷を有する塩基性化合物(ピリジン誘
導体、イミダゾール誘導体等)が好ましく使用でき、負
電荷を有するピリジン化合物が特に好ましく使用でき
る。塩基性化合物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1〜2
0質量%である。
Also, J. Am. Ceram. Soc., 80 (12) 3157.
-3171 (1997), tert-butylpyridine, and basic compounds such as 2-picoline and 2,6-lutidine are preferably added to the above-described molten salt electrolyte composition or electrolytic solution. The basic compound to be added is preferably non-volatile. Further, a basic compound having a charge (pyridine derivative, imidazole derivative, etc.) can be preferably used, and a pyridine compound having a negative charge can be particularly preferably used. The preferable concentration range when the basic compound is added to the electrolytic solution is 0.05 to 2M. When added to the molten salt electrolyte composition, the mass ratio of the basic compound to the entire composition is preferably 0.1 to 40 mass%, more preferably 1 to 2
It is 0% by mass.

【0104】(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
によりゲル化する場合は、“Polymer Electrolyte Revi
ews-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. Ch
em. Soc., Chem. Commun., 1993, 390、Angew. Chem. I
nt. 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、ア
ミド構造を有する化合物を使用するのが好ましい。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 method such as polymer addition, oil gelling agent addition, polymerization containing polyfunctional monomers, and polymer crosslinking reaction. It can also be used by gelling (solidifying). If gelation occurs due to addition of polymer, use “Polymer Electrolyte Revi
The compounds described in ews-1 and 2 "(JR MacCallum and CAVincent co-edited, ELSEVIER APPLIED SCIENCE) can be used, but polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride are particularly preferably used. Gelation by addition of oil gelling agent In case of making it, Industrial Science Magazine (J. Chem. Soc. Japan, Ind. Chem. Sec.), 46, 779
(1943), J. Am. Chem. Soc., 111, 5542 (1989), J. Ch.
em. Soc., Chem. Commun., 1993, 390, Angew. Chem. I
nt. Ed. Engl., 35, 1949 (1996), Chem. Lett., 1996,
885, and J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1997, 545
Although the compounds described in 1) can be used, it is preferable to use the compounds having an amide structure. An example of gelling an electrolytic solution is described in JP-A No. 11-185863, and an example of gelling a molten salt electrolyte is also described in JP-A No. 2000-58140, and these are also applicable to the present invention.

【0105】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
る。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.). The cross-linking techniques described in JP-A Nos. 2000-17076 and 2000-86724 can also be applied.

【0106】(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、有機固体正孔輸送材料、無機固体正孔輸送材料、或
いはこの両者を組み合わせた材料を使用することができ
る。
(4) Hole Transport Material In the present invention, an organic solid hole transport material, an inorganic solid hole transport material, or a combination of both materials is used in place of the ion conductive electrolyte such as molten salt. be able to.

【0107】(a)有機正孔輸送材料 本発明において好ましく使用できる有機正孔輸送材料の
例としては、J. Hagen, et al., Synthetic Metal, 89,
215-220 (1997)、Nature, Vol.395, 8 Oct.,p583-585
(1998)、WO97/10617、特開昭59-194393号、特開平5-234
681号、米国特許第4,923,774号、特開平4-308688号、米
国特許第4,764,625号、特開平3-269084号、同4-129271
号、同4-175395号、同4-264189号、同4-290851号、同4-
364153号、同5-25473号、同5-239455号、同5-320634
号、同6-1972号、同7-138562号、同7-252474号、同11-1
44773号等に記載の芳香族アミン類、特開平11-149821
号、同11-148067号、同11-176489号等に記載のトリフェ
ニレン誘導体類等が挙げられる。また、Adv. Mater.,
9, No.7, p557 (1997)、Angew. Chem. Int. Ed. Engl.,
34, No.3, p303-307 (1995)、JACS, Vol.120, No.4, p6
64-672 (1998)等に記載の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 Mol
ecules and Polymers, Vol. 1,2,3,4”(NALWA著、WILE
Y出版)に記載の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
の導電性高分子も好ましく使用することができる。
(A) Organic Hole Transport Material Examples of organic hole transport materials that can be preferably used in the present invention include J. Hagen, et al., Synthetic Metal, 89,
215-220 (1997), Nature, Vol.395, 8 Oct., p583-585
(1998), WO97 / 10617, JP-A-59-194393, JP-A-5-234.
681, U.S. Pat.No. 4,923,774, JP-A-4-308688, U.S. Pat.No. 4,764,625, JP-A-3-269084, and JP-A-4-129271.
No. 4, No. 4-175395, No. 4-264189, No. 4-290851, No. 4-
364153, 5-25473, 5-239455, 5-320634
No. 6, No. 6-1972, No. 7-138562, No. 7-252474, No. 11-1
Aromatic amines described in JP-A-11-149821
No. 11-148067, No. 11-176489, etc., and the like. Also, Adv. Mater.,
9, No.7, p557 (1997), Angew. Chem. Int. Ed. Engl.,
34, No.3, p303-307 (1995), JACS, Vol.120, No.4, p6
64-672 (1998), etc., oligothiophene compounds, K.
Murakoshi, et al., Chem. Lett. P471 (1997), the polypyrrole, “Handbook of Organic Conductive Mol.
ecules and Polymers, Vol. 1,2,3,4 ”(NALWA, WILE
Y publication), polyacetylene and its derivatives, poly
Conductive polymers such as (p-phenylene) and its derivatives, poly (p-phenylene vinylene) and its derivatives, polythienylene vinylene and its derivatives, polythiophene and its derivatives, polyaniline and its derivatives, polytoluidine and its derivatives, etc. It can be preferably used.

【0108】Nature, Vol.395, 8 Oct., p583-585 (199
8)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正孔輸送材料に添加してもよい。ま
た、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
してもよい。
Nature, Vol.395, 8 Oct., p583-585 (199
As described in 8), a compound containing a cation radical such as tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate may be added to the hole transport material to control the dopant level. Further, a salt such as Li [(CF 3 SO 2 ) 2 N] may be added in order to control the potential of the oxide semiconductor surface (compensation of the space charge layer).

【0109】(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、そのバンドギャップは好ましくは2eV以
上、より好ましくは2.5eV以上である。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
元するためには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
囲は異なるが、一般に好ましくは4.5〜5.5eV、より好ま
しくは4.7〜5.3eVである。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、その例として
はCuI、CuSCN、CuInSe2、Cu(In,Ga)Se2、CuGaSe2、Cu
2O、CuS、CuGaS2、CuInS2、CuAlSe2等が挙げられる。中
でも、CuI及びCuSCNが好ましく、CuIが最も好ましい。
他のp型無機化合物半導体の例としては、GaP、NiO、Co
O、FeO、Bi2O3、MoO2、Cr 2O3等が挙げられる。
(B) Inorganic hole transport material A p-type inorganic compound semiconductor is used as the inorganic hole transport material.
And its bandgap is preferably 2 eV or more.
The upper limit is more preferably 2.5 eV or higher. Also, p-type mineralization
The ionization potential of the compound semiconductor returns the holes of the dye
To do this, the ionization potential of the dye adsorption electrode
Needs to be smaller. P-type depending on the dye used
Preferred range of ionization potential for inorganic compound semiconductors
Different enclosures, but generally 4.5-5.5 eV, more preferred
It is 4.7 to 5.3 eV. Preferred p-type inorganic compound semiconductor
The body is a compound semiconductor containing monovalent copper.
Is CuI, CuSCN, CuInSe2, Cu (In, Ga) Se2, CuGaSe2, Cu
2O, CuS, CuGaS2, CuInS2, CuAlSe2Etc. During ~
However, CuI and CuSCN are preferable, and CuI is most preferable.
Examples of other p-type inorganic compound semiconductors include GaP, NiO, and Co.
O, FeO, Bi2O3, MoO2, Cr 2O3Etc.

【0110】(5)電荷輸送層の形成 電荷輸送層は2通りの方法のいずれかにより形成でき
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 The charge transport layer can be formed by either of two methods. One is to attach the counter electrode on the photosensitive layer first,
In this method, a liquid charge transport layer is sandwiched in the gap. The other is a method of directly providing a charge transport layer on the photosensitive layer.
The opposite pole will be added later.

【0111】前者の方法の場合、電荷輸送層を挟み込む
際には、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, when the charge transport layer is sandwiched, a normal pressure process utilizing a capillary phenomenon due to dipping or the like or a vacuum process of replacing the gas phase in the gap with a liquid phase by making the pressure lower than the normal pressure is carried out. Available.

【0112】後者の方法において、湿式の電荷輸送層を
用いる場合は、通常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。またゲル電解質組成物を用い
る場合には、これを湿式で塗布した後で重合等の方法に
より固体化してよい。固体化は対極を付与する前に行っ
ても後に行ってもよい。電解液、湿式有機正孔輸送材
料、ゲル電解質組成物等からなる電荷輸送層を形成する
場合は、前述の半導体微粒子層の形成方法と同様の方法
を利用できる。
In the latter method, when a wet charge transport layer is used, a counter electrode is usually applied while still undried to prevent liquid leakage at the edge portion. When the gel electrolyte composition is used, it may be solidified by a method such as polymerization after being applied by a wet method. The solidification may be performed before or after applying the counter electrode. When forming a charge transport layer composed of an electrolytic solution, a wet organic hole transport material, a gel electrolyte composition, etc., the same method as the method for forming the semiconductor fine particle layer described above can be used.

【0113】固体電解質組成物や固体正孔輸送材料を用
いる場合には、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
体化合物はキャスト法、塗布法、スピンコート法、浸漬
法、電解析出法、無電解メッキ法等により電極内部に導
入することができる。
When the solid electrolyte composition or the solid hole transport material is used, the charge transport layer may be formed by a dry film forming process such as a vacuum deposition method or a CVD method, and then the counter electrode may be provided. The organic hole transport material can be introduced into the electrode by a vacuum deposition method, a casting method, a coating method, a spin coating method, a dipping method, an electrolytic polymerization method, a photoelectrolytic polymerization method or the like. The inorganic solid compound can be introduced into the electrode by a casting method, a coating method, a spin coating method, a dipping method, an electrolytic deposition method, an electroless plating method or the like.

【0114】(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
電剤の例としては、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、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)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い。対
極に用いる基板は、好ましくはガラス基板又はプラスチ
ック基板であり、これに上記の導電剤を塗布又は蒸着し
て用いることができる。対極導電層の厚さは特に制限さ
れないが、好ましくは3nm〜10μmである。対極導電層
の表面抵抗は低い程よく、好ましくは50Ω/□以下、よ
り好ましくは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. Examples of the conductive agent used for the counter conductive layer include metals (platinum, gold, silver, copper, aluminum, magnesium, indium, etc.), carbon, conductive metal oxides (indium-tin composite oxide, fluorine-doped tin oxide, etc.). ) And the like. Among these, platinum, gold,
Silver, copper, aluminum and magnesium are preferred. The substrate used for the counter electrode is preferably a glass substrate or a plastic substrate, and the above conductive agent can be applied or vapor-deposited on the substrate. The thickness of the counter electrode conductive layer is not particularly limited, but is preferably 3 nm to 10 μm. The surface resistance of the counter conductive layer is preferably as low as possible, preferably 50 Ω / □ or less, and more preferably 20 Ω / □ or less.

【0115】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。このような性質を得るためには、
対極として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してよい。
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. To obtain this property,
As a counter electrode, glass or plastic having a metal or conductive oxide deposited thereon, or a metal thin film may be used.

【0116】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て設置すればよい。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。
金属リードの好ましい態様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 may be placed by attaching the conductive layer side of a substrate having a conductive layer. 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 preferred embodiment of the metal lead is the same as that of the conductive support.

【0117】(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Nb2O5
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
記載の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。下塗り層の膜厚は好ましくは5
〜1000nmであり、より好ましくは10〜500nmである。
(E) Other layers In order to prevent a short circuit between the counter electrode and the conductive support, a dense semiconductor thin film layer should be previously coated as an undercoat layer between the conductive support and the photosensitive layer. Is preferred. 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 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
~ 1000 nm, more preferably 10-500 nm.

【0118】また、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
機能性層の形成方法は、その材質に応じて塗布法、蒸着
法、貼り付け法等から適宜選択できる。
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 conductive support and the counter electrode, or between the conductive layer and the substrate or between the substrates. The method of forming these functional layers can be appropriately selected from a coating method, a vapor deposition method, a sticking method and the like depending on the material.

【0119】(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。本発明の光電変換素子の好ましい内部構
造の例を図2〜図9に示す。
(F) Specific Example of Internal Structure of Photoelectric Conversion Element As described above, the internal structure of the photoelectric conversion element can have various forms 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. Examples of preferable internal structures of the photoelectric conversion element of the present invention are shown in FIGS.

【0120】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.

【0121】[IV]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。
[IV] 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.

【0122】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.

【0123】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.

【0124】[0124]

【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.

【0125】合成例1 化合物(2)の合成 テトラエトキシチタン(11.4g)のトルエン(120ml)溶
液中に、窒素雰囲気下、β-シクロデキストリン(11.3
g)を加え2時間加熱還流した。80℃に温度を下げた
後、溶媒のトルエンを約80ml留去し室温まで冷却した。
析出した白色残渣を濾別後、50℃で真空乾燥して白色固
体の化合物(2)を14.5g得た。得られた化合物(2)の組成
比を1H-NMRによって確認したところ、β-シクロデキス
トリン:チタン元素:エトキシ基=1:5:5であった
(δ(2%D2SO4/D2O):4.85(d)、3.72(dd)、3.68(b
s)、3.55-3.30(m)、1.00(t))。
Synthesis Example 1 Synthesis of Compound (2) In a toluene (120 ml) solution of tetraethoxy titanium (11.4 g) under a nitrogen atmosphere, β-cyclodextrin (11.3 g) was added.
g) was added and the mixture was heated under reflux for 2 hours. After lowering the temperature to 80 ° C., about 80 ml of toluene as a solvent was distilled off and cooled to room temperature.
The white residue thus deposited was filtered off and dried in vacuum at 50 ° C. to obtain 14.5 g of compound (2) as a white solid. When the composition ratio of the obtained compound (2) was confirmed by 1 H-NMR, it was β-cyclodextrin: titanium element: ethoxy group = 1: 5: 5 (δ (2% D 2 SO 4 / D 2 O): 4.85 (d), 3.72 (dd), 3.68 (b
s), 3.55-3.30 (m), 1.00 (t)).

【0126】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 Liquid By the same method as that described in Barbe et al., Journal of American Ceramic Society, Volume 80, page 3157, except that the autoclave temperature was 230 ° C. 11% by mass titanium dioxide particle dispersion 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.

【0127】2.二酸化チタン電極の作製 (1)比較用電極の作製 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、上記塗布液をドクターブレードで120μm
の厚みで塗布し、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
焼成した。二酸化チタンの塗布量は18g/m2であり、塗布
層の膜厚は12μmであった。焼成後、ルテニウム錯体色
素シス-(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(R-1)の吸着液に16時間浸漬した。吸着温度は25
℃、吸着液の溶媒はエタノールとアセトニトリルの1:
1(体積比)混合物であり、色素の濃度は3×10-4モル
/リットルとした。色素の吸着した二酸化チタン電極を
エタノール、アセトニトリルで順次洗浄し、比較用電極
T-1を作製した。
2. Preparation of titanium dioxide electrode (1) Preparation of electrode for comparison Transparent conductive glass coated with fluorine-doped tin oxide (manufactured by Nippon Sheet Glass, surface resistance: about 10 Ω / cm 2 )
120 μm of the above coating liquid on the conductive surface side of the
After being applied at a thickness of 30 ° C. and dried at 25 ° C. for 30 minutes, it was baked at 450 ° C. for 30 minutes using an electric furnace (Yamato Scientific muffle furnace FP-32 type). The amount of titanium dioxide applied was 18 g / m 2 , and the thickness of the applied layer was 12 μm. After calcination, ruthenium complex dye cis- (dithiocyanate) -N, N'-bis (2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylic acid) ruthenium (II)
The complex (R-1) was immersed in the adsorbent for 16 hours. Adsorption temperature is 25
℃, the solvent of the adsorption liquid is ethanol and acetonitrile 1:
1 (volume ratio) mixture, and the concentration of the dye was 3 × 10 −4 mol / liter. The titanium dioxide electrode with the adsorbed dye was washed sequentially with ethanol and acetonitrile, and then used as a comparison electrode.
T-1 was produced.

【0128】(2)前処理電極の作製 上記電極T-1の作製方法と同様に透明導電性ガラスに塗
布液を塗布し、乾燥、及び焼成を行った後、これを化合
物(1)を含有する塩酸水溶液(処理液)に25℃で3時間
浸漬し、中性水で洗浄し70℃で30分間乾燥した。これを
上記電気炉を用いて450℃で30分間焼成し冷却した。冷
却後の塗布量は二酸化チタンの0.1%〜12%増加してお
り、膜厚の変化は無かった。続いて上記電極T-1の作製
方法と同様にルテニウム色素R-1の吸着を行い、前処理
電極TB-1を作製した。なお、処理液中の化合物(1)の濃
度は0.02モル/リットルとし、塩化水素濃度は0.4モル
/リットルとした。
(2) Preparation of Pretreatment Electrode A transparent conductive glass was coated with a coating solution, dried and baked in the same manner as in the preparation method of the electrode T-1 described above, and then the compound (1) was added. Was immersed in a hydrochloric acid aqueous solution (treatment solution) for 3 hours at 25 ° C., washed with neutral water, and dried at 70 ° C. for 30 minutes. This was baked at 450 ° C. for 30 minutes using the above electric furnace and cooled. The coating amount after cooling increased by 0.1% to 12% of titanium dioxide, and there was no change in film thickness. Then, the ruthenium dye R-1 was adsorbed in the same manner as in the method for producing the electrode T-1 to produce a pretreatment electrode TB-1. The concentration of the compound (1) in the treatment liquid was 0.02 mol / liter, and the hydrogen chloride concentration was 0.4 mol / liter.

【0129】化合物(1)に換えて下記表2に示す化合物
を処理液に用いたこと以外は前処理電極TB-1の作製方法
と同様に、前処理電極TB-2〜TB-13をそれぞれ作製し
た。また、処理液として0.1モル/リットルの四塩化チ
タン水溶液を用いたこと以外は前処理電極TB-1の作製方
法と同様に、比較用の電極TB-14を作製した。
Pretreatment electrodes TB-2 to TB-13 were prepared in the same manner as in the preparation of pretreatment electrode TB-1, except that the compounds shown in Table 2 below were used in the treatment liquid instead of compound (1). It was made. Further, a comparative electrode TB-14 was produced in the same manner as the pretreatment electrode TB-1 except that a 0.1 mol / liter titanium tetrachloride aqueous solution was used as the treatment liquid.

【0130】[0130]

【表2】 [Table 2]

【0131】(3)TiCl4処理電極の作製 多糖類による処理及び焼成を行った後、ルテニウム色素
R-1の吸着を行う前に、0.1モル/リットルの四塩化チタ
ン水溶液で再処理し再度焼成したこと以外は上記前処理
電極TB-2及びTB-10〜TB-12の作製方法と同様に、下記表
3に示すTiCl 4処理電極TC-1〜TC-4をそれぞれ作製し
た。なお、四塩化チタン水溶液による処理条件は25℃、
3時間とした。
(3) TiClFourFabrication of treatment electrodes Ruthenium dye after treatment with polysaccharide and baking
Before adsorbing R-1, 0.1 mol / liter titanium tetrachloride
Pretreatment except that it was re-treated with an aqueous solution of water and fired again.
Similar to the manufacturing method of electrodes TB-2 and TB-10 to TB-12, the following table
TiCl shown in 3 FourPrepare the processing electrodes TC-1 to TC-4 respectively.
It was The treatment conditions with the titanium tetrachloride aqueous solution are 25 ° C,
It was 3 hours.

【0132】[0132]

【表3】 [Table 3]

【0133】3.光電変換素子の作製 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4に示すものに換えたこと以外は光電
変換素子CS-1の場合と同様の方法により、比較用の光電
変換素子CS-15及びCS-16、並びに本発明の光電変換素子
CS-2〜CS-14及びCS-17〜CS-20をそれぞれ作製した。
3. Preparation of photoelectric conversion element Dye-adsorbing titanium oxide electrode T-1 (2 cm x
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 the electrode, and the photoelectric conversion element CS for comparison was used.
Got -1. 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-15 and CS-16 for comparison, and the photoelectric conversion element of the present invention were prepared in the same manner as in the photoelectric conversion element CS-1 except that the electrodes were changed to those shown in Table 4 below. element
CS-2 to CS-14 and CS-17 to CS-20 were produced, respectively.

【0134】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-20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。下記表4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 . Silver paste was applied to the end of the conductive glass of each photoelectric conversion element CS-1 to CS-20 to form a negative electrode, and this 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. Table 4 below shows the conversion efficiency of each photoelectric conversion element.

【0135】[0135]

【表4】 [Table 4]

【0136】表4より、処理していない光電変換素子や
従来の四塩化チタン又はアルコキシチタンで処理した光
電変換素子と比較して、多糖類で前処理した本発明の光
電変換素子はいずれも変換効率が高いことがわかる。更
に、多糖類で処理した後に、四塩化チタン処理を行うと
更に変換効率が向上することがわかる。
From Table 4, as compared with the untreated photoelectric conversion element and the conventional photoelectric conversion element treated with titanium tetrachloride or alkoxytitanium, any of the photoelectric conversion elements of the present invention pretreated with the polysaccharide was converted. It can be seen that the efficiency is high. Further, it can be seen that the conversion efficiency is further improved by performing the titanium tetrachloride treatment after the treatment with the polysaccharide.

【0137】実施例2 上記比較用電極T-1をポリ-β-シクロデキストリンを含
有する処理液に40℃で1.5時間浸漬し、アセトニトリル
で洗浄後、暗所、窒素気流下で乾燥し、後処理電極TA-1
を作製した。また、ポリ-β-シクロデキストリンに換え
て下記表5に示す多糖類を後処理に用いたこと以外は電
極TA-1の作製と同様に、後処理電極TA-2及びTA-3をそれ
ぞれ作製した。更に、ポリ-β-シクロデキストリンに換
えて下記表5に示す多糖類を後処理に用い、処理液に下
記表5に示す添加剤を添加したこと以外は電極TA-1の作
製と同様に、後処理電極TA-4〜TA-6をそれぞれ作製し
た。なお、処理液中の多糖類の濃度及び添加剤の濃度は
どちらも0.01モル/リットルとし、溶媒はすべてアセト
ニトリル/t-ブタノール(1/1)の混合溶媒を用いた。
Example 2 The above comparative electrode T-1 was immersed in a treatment solution containing poly-β-cyclodextrin at 40 ° C. for 1.5 hours, washed with acetonitrile, and then dried in a dark place under a nitrogen stream. Processing electrode TA-1
Was produced. Further, the post-treatment electrodes TA-2 and TA-3 were produced in the same manner as the production of the electrode TA-1, except that the polysaccharide shown in Table 5 below was used for the post-treatment instead of poly-β-cyclodextrin. did. Further, in the same manner as in preparation of the electrode TA-1, except that the polysaccharide shown in Table 5 below was used for the post-treatment in place of the poly-β-cyclodextrin, and the additive shown in Table 5 below was added to the treatment liquid, Post-treatment electrodes TA-4 to TA-6 were produced. The concentration of the polysaccharide and the concentration of the additive in the treatment liquid were both 0.01 mol / liter, and the solvent used was a mixed solvent of acetonitrile / t-butanol (1/1).

【0138】得られた後処理電極TA-1〜TA-6を用いて、
実施例1と同様の方法で本発明の光電変換素子CA-1〜CA
-6を作製した。この光電変換素子CA-1〜CA-6の変換効率
を実施例1と同様に測定した結果を表5に示す。
Using the obtained post-treatment electrodes TA-1 to TA-6,
The photoelectric conversion elements CA-1 to CA of the present invention are manufactured by the same method as in Example 1.
-6 was produced. Table 5 shows the results of measuring the conversion efficiency of the photoelectric conversion elements CA-1 to CA-6 in the same manner as in Example 1.

【0139】[0139]

【表5】 [Table 5]

【0140】表5より、多糖類で後処理した本発明の光
電変換素子は、処理していない光電変換素子と比較し
て、いずれも変換効率が高いことがわかる。更に、多糖
類を含む処理液に塩基、ウレイド化合物、ポリエチレン
グリコール等を添加すると更に変換効率が向上すること
がわかる。
From Table 5, it can be seen that the photoelectric conversion elements of the present invention post-treated with polysaccharides have higher conversion efficiency than the untreated photoelectric conversion elements. Further, it is understood that the conversion efficiency is further improved by adding a base, an ureido compound, polyethylene glycol or the like to the treatment liquid containing the polysaccharide.

【0141】実施例3 ルテニウム錯体色素R-1に換えて長波のルテニウム色素R
-10、メロシアニン色素M-3又はスクワリリウム色素M-1
を使用したこと以外は上記光電変換素子CS-1又はCS-3の
作製方法と同様にして、光電変換素子CO-1〜CO-6をそれ
ぞれ作製した。なお、色素吸着液中の色素の濃度は1×
10-4モル/リットルとした。得られた光電変換素子CO-1
〜CO-6の変換効率を実施例1と同様に測定した結果、下
記表6に示すように、実施例1と同様、多糖類で処理し
た本発明の光電変換素子は優れた変換効率を示した。
Example 3 Long-wave ruthenium dye R in place of ruthenium complex dye R-1
-10, merocyanine dye M-3 or squarylium dye M-1
Photoelectric conversion elements CO-1 to CO-6 were respectively produced in the same manner as the above-mentioned photoelectric conversion element CS-1 or CS-3 except that was used. The concentration of the dye in the dye adsorbing liquid is 1 x
It was set to 10 −4 mol / liter. Obtained photoelectric conversion element CO-1
As a result of measuring the conversion efficiencies of ~ CO-6 in the same manner as in Example 1, as shown in Table 6 below, the photoelectric conversion device of the present invention treated with the polysaccharide showed excellent conversion efficiency as in Example 1. It was

【0142】[0142]

【表6】 [Table 6]

【0143】[0143]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の作製方法
によれば、半導体微粒子を多糖類で処理することにより
変換効率に優れた色素増感光電変換素子を得ることがで
きる。特に、周期律表の第3〜6族及び第12〜15族のい
ずれかに属する元素を含む多糖類で処理すると、光電変
換素子の変換効率をより改善することができる。
As described in detail above, according to the production method of the present invention, a dye-sensitized photoelectric conversion element having excellent conversion efficiency can be obtained by treating semiconductor particles with a polysaccharide. In particular, when treated with a polysaccharide containing an element belonging to any of Groups 3 to 6 and Groups 12 to 15 of the periodic table, the conversion efficiency of the photoelectric conversion element can be further improved.

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C090 AA01 AA07 AA08 BA11 BB67 BB84 BB92 BD32 CA36 CA46 DA31 5F051 AA14 BA13 DA20 FA02 GA02 HA20 5H032 AA06 AS06 AS16 BB07 EE16   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4C090 AA01 AA07 AA08 BA11 BB67                       BB84 BB92 BD32 CA36 CA46                       DA31                 5F051 AA14 BA13 DA20 FA02 GA02                       HA20                 5H032 AA06 AS06 AS16 BB07 EE16

Claims (4)

【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を含有する
感光層と導電性支持体とを有する光電変換素子を作製す
る方法であって、前記半導体微粒子を多糖類で処理する
ことを特徴とする光電変換素子の作製方法。
1. A method for producing a photoelectric conversion element having a photosensitive layer containing semiconductor fine particles having a dye adsorbed thereon and a conductive support, wherein the semiconductor fine particles are treated with a polysaccharide. Method for manufacturing conversion element.
【請求項2】 請求項1に記載の光電変換素子の作製方
法によって作製された光電変換素子。
2. A photoelectric conversion element manufactured by the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 1.
【請求項3】 請求項2に記載の光電変換素子を用いた
光電池。
3. A photovoltaic cell using the photoelectric conversion element according to claim 2.
【請求項4】 α、β又はγ-シクロデキストリンと下
記一般式(I)で表される化合物を50:1〜1:50のモル
比で混合して得られることを特徴とする化合物。 MXn ・・・(I) 一般式(I)中、Mは周期律表の第3〜6族及び第12〜15族
のいずれかに属する元素を表し、Xはハロゲン又はアル
コキシ基を表し、nは2〜6の整数を表す。
4. A compound obtained by mixing α, β or γ-cyclodextrin with a compound represented by the following general formula (I) in a molar ratio of 50: 1 to 1:50. MX n (I) In the general formula (I), M represents an element belonging to any of Groups 3 to 6 and Groups 12 to 15 of the Periodic Table, X represents a halogen or an alkoxy group, n represents an integer of 2 to 6.
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KR100761761B1 (en) 2006-09-14 2007-10-04 삼성전자주식회사 Molecular resin, photoresist composition including the molecular resin and method of forming a pattern using the photoresist composition
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JP2012092229A (en) * 2010-10-27 2012-05-17 Institute Of Systems Information Technologies & Nanotechnologies Inclusion complex crystal material
JP2013197056A (en) * 2012-03-22 2013-09-30 Sekisui Chem Co Ltd Dye-sensitized solar cell

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