JP2003323920A - Film of fine semiconductor particle, photoelectric conversion element and photoelectric cell - Google Patents

Film of fine semiconductor particle, photoelectric conversion element and photoelectric cell

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JP2003323920A JP2003009276A JP2003009276A JP2003323920A JP 2003323920 A JP2003323920 A JP 2003323920A JP 2003009276 A JP2003009276 A JP 2003009276A JP 2003009276 A JP2003009276 A JP 2003009276A JP 2003323920 A JP2003323920 A JP 2003323920A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a fine semiconductor particle film useful for photoelectric conversion element and the like, a method for manufacturing a dye-sensitized photoelectric conversion element showing excellent conversion efficiency, the photoelectric conversion element produced by this method, and a photocell using this photoelectric conversion element. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the fine semiconductor particle film comprises the step of forming a metal oxide layer by cathordicelectrodeposition on a porous fine semiconductor particle film with 10 of roughness factor or more. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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、半導体微粒子膜の
作製方法、この半導体微粒子膜を用いた光電変換素子の
作製方法、当該方法で作製した光電変換素子、及びかか
る光電変換素子を用いた光電池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a semiconductor fine particle film, a method for producing a photoelectric conversion element using this semiconductor fine particle film, a photoelectric conversion element produced by the method, and a photovoltaic cell using such a photoelectric conversion element. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】酸化チタンを始めとする一部の半導体は
n型半導体として知られており、光等を受けることで電
子を放出する特性を有する。このような特性を利用し
て、n型半導体は光触媒等に広く用いられており、また
光電変換素子の材料としても検討されている。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 Some semiconductors including titanium oxide
It is known as an n-type semiconductor and has the property of emitting electrons when receiving light or the like. Utilizing such characteristics, n-type semiconductors are widely used for photocatalysts and the like, and are also being studied as materials for photoelectric conversion elements. 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
(特許文献1〜9)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」とも称す)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、
なお一層の変換効率向上が望まれている。
US Pat. Nos. 4,927,721, 4,884,537, and 5084.
365, 5350644, 5463057, 5525440, WO98
/ 50393, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-249790 and Japanese Patent Publication No. 10-504521 (Patent Documents 1 to 9) disclose a photoelectric conversion element using semiconductor fine particles sensitized by a dye (hereinafter, referred to as "dye-sensitized photoelectric conversion. Also referred to as “element”), and materials and manufacturing techniques for manufacturing the same. 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,
Further improvement in conversion efficiency is desired.

【0004】[0004]

【特許文献1】米国特許第4927721号明細書[Patent Document 1] US Pat. No. 4,927,721

【特許文献2】米国特許第4684537号明細書[Patent Document 2] US Pat. No. 4684537

【特許文献3】米国特許第5084365号明細書[Patent Document 3] US Pat. No. 5084365

【特許文献4】米国特許第5350644号明細書[Patent Document 4] US Pat. No. 5350644

【特許文献5】米国特許第5463057号明細書[Patent Document 5] US Pat. No. 5463057

【特許文献6】米国特許第5525440号明細書[Patent Document 6] US Pat. No. 5,525,440

【特許文献7】国際公開第98/50393号パンフレット[Patent Document 7] International Publication No. 98/50393 pamphlet

【特許文献8】特開平7-249790号公報[Patent Document 8] Japanese Patent Laid-Open No. 7-249790

【特許文献9】特表平10-504521号公報[Patent Document 9] Japanese Patent Publication No. 10-504521

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光電
変換素子等に有用な半導体微粒子膜の作製方法、この半
導体微粒子膜を用いることにより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、当該方法で作製した
光電変換素子、及びかかる光電変換素子を用いた光電池
を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a semiconductor fine particle film useful for a photoelectric conversion element and the like, and a dye-sensitized photoelectric conversion element exhibiting excellent conversion efficiency by using this semiconductor fine particle film. It is to provide a manufacturing method, a photoelectric conversion element manufactured by the method, and a photovoltaic cell using the photoelectric conversion element.

【0006】[0006]

【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、多孔質半導体微粒子層上にカソー
ド電析によって金属酸化物層を形成してなる半導体微粒
子膜を感光層に用いることにより、光電変換素子の変換
効率改善が可能であることを発見し、本発明に想到し
た。
As a result of earnest research in view of the above object, the present inventor has found that a semiconductor fine particle film obtained by forming a metal oxide layer on a porous semiconductor fine particle layer by cathode electrodeposition is used as a photosensitive layer. The present invention was discovered by discovering that it is possible to improve the conversion efficiency of a photoelectric conversion element by using it, and arrived at the present invention.

【0007】即ち、本発明の半導体微粒子膜の作製方法
は、10以上のラフネスファクターを有する多孔質半導体
微粒子層上に、カソード電析によって金属酸化物層を形
成する工程を含むことを特徴とする。
That is, the method for producing a semiconductor fine particle film of the present invention is characterized by including a step of forming a metal oxide layer by cathode electrodeposition on a porous semiconductor fine particle layer having a roughness factor of 10 or more. .

【0008】また、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及び
導電性支持体を有する光電変換素子を作製する方法であ
って、上記本発明の半導体微粒子膜の作製方法により作
製された半導体微粒子膜に、色素を吸着させて感光層を
形成することを特徴とする。
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 semiconductor fine particles having a dye adsorbed thereon and a conductive support, and the semiconductor of the present invention as described above. A feature is characterized in that a dye is adsorbed on a semiconductor fine particle film produced by the method for producing a fine particle film to form a photosensitive layer.

【0009】本発明の光電変換素子は、上記本発明の光
電変換素子の作製方法によって作製され、通常、導電性
支持体、感光層、電荷輸送層及び対極を有する。また本
発明の光電池は当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 produced by the method for producing the photoelectric conversion element of the present invention, and usually has a conductive support, a photosensitive layer, a charge transport layer and a counter electrode. Further, the photovoltaic cell of the present invention uses the photoelectric conversion element.

【0010】本発明において、上記多孔質半導体微粒子
層は酸化物半導体からなるのが好ましく、酸化チタン、
酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化スズ、酸化タングステン、
酸化インジウム、酸化ジルコニウム又はチタン酸ストロ
ンチウムからなるのが特に好ましい。カソード電析によ
って形成する金属酸化物の層は、酸化亜鉛又は酸化チタ
ンからなる層であるのが好ましく、導電性支持体等に半
導体微粒子層を形成した作用極を四硝酸チタン溶液中に
浸漬し、カソード電析を行うことによって形成する酸化
チタンからなる層であるのが特に好ましい。また、カソ
ード電析に用いる電解質の溶媒は水であることが好まし
い。光電変換素子の作製方法において、この電解質にあ
らかじめ色素を溶解させるのが好ましく、酸化亜鉛の層
を形成する際はより好ましい。色素はルテニウム錯体色
素であるのが特に好ましい。
In the present invention, the porous semiconductor fine particle layer preferably comprises an oxide semiconductor, titanium oxide,
Zinc oxide, niobium oxide, tin oxide, tungsten oxide,
Particularly preferably, it consists of indium oxide, zirconium oxide or strontium titanate. The metal oxide layer formed by cathode electrodeposition is preferably a layer made of zinc oxide or titanium oxide, and the working electrode having a semiconductor fine particle layer formed on a conductive support is immersed in a titanium tetranitrate solution. It is particularly preferable that the layer is made of titanium oxide formed by performing cathodic electrodeposition. The solvent of the electrolyte used for cathode electrodeposition is preferably water. In the method for producing a photoelectric conversion element, it is preferable to dissolve the dye in the electrolyte in advance, and it is more preferable to form the zinc oxide layer. It is particularly preferred that the dye is a ruthenium complex dye.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】[1]半導体微粒子膜の作製方法 本発明の半導体微粒子膜の作製方法は、カソード電析に
よって多孔質半導体微粒子層上に金属酸化物層を形成す
る工程(カソード電析工程)を含む。本発明の方法によ
り得られる半導体微粒子膜は、防汚処理膜、超親水性膜
に代表される光触媒膜、光電変換素子等に有用である。
以下、半導体微粒子膜を光電変換素子の感光層に用いる
場合の実施形態について詳述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [1] Method for Producing Semiconductor Fine Particle Film The method for producing a semiconductor fine particle film of the present invention comprises a step of forming a metal oxide layer on a porous semiconductor fine particle layer by cathode electrodeposition (cathode electrodeposition). Process) is included. The semiconductor fine particle film obtained by the method of the present invention is useful for an antifouling treatment film, a photocatalyst film represented by a superhydrophilic film, a photoelectric conversion element, and the like.
Hereinafter, embodiments in which the semiconductor fine particle film is used as the photosensitive layer of the photoelectric conversion element will be described in detail.

【0012】(A)多孔質半導体微粒子層 多孔質半導体微粒子層をなす半導体は、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
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。中でも、酸化物半導体が好ましく使用できる。
(A) Porous semiconductor fine particle layer The semiconductors forming the porous semiconductor fine particle layer are simple semiconductors (silicon, germanium, etc.), III-V group compound semiconductors,
It may be a metal chalcogenide (oxide, sulfide, selenide, etc.), a compound having a perovskite structure (strontium titanate, calcium titanate, sodium titanate, barium titanate, potassium niobate, etc.) and the like. Above all, an oxide semiconductor can be preferably used.

【0013】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。
Examples of metal chalcogenides are titanium, tin, zinc, iron, tungsten, zirconium, hafnium, strontium, indium, cerium, yttrium, lanthanum, vanadium, niobium or tantalum oxide, cadmium, zinc, lead, silver. , Antimony or bismuth sulfide, cadmium or lead selenide,
Examples include cadmium telluride and the like. Examples of other compound semiconductors include phosphides such as zinc, gallium, indium, and cadmium, gallium-arsenic or copper-indium selenides, and copper-indium sulfides.

【0014】本発明で用いる半導体は、好ましくは酸化
チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化スズ、酸化タング
ステン、酸化インジウム、酸化ジルコニウム又はチタン
酸ストロンチウムであり、より好ましくは酸化チタン又
は酸化ニオブであり、特に好ましくは酸化チタンであ
る。酸化チタンの結晶形として、アナターゼ型、ルチル
型、ブルッカイト型等が知られている。本発明で用いる
酸化チタンはこれらのいずれの結晶形を有していてもよ
い。
The semiconductor used in the present invention is preferably titanium oxide, zinc oxide, niobium oxide, tin oxide, tungsten oxide, indium oxide, zirconium oxide or strontium titanate, more preferably titanium oxide or niobium oxide, Particularly preferred is titanium oxide. As crystal forms of titanium oxide, anatase type, rutile type, brookite type and the like are known. The titanium oxide used in the present invention may have any of these crystal forms.

【0015】本発明に用いる半導体は単結晶でも多結晶
でもよいが、変換効率の観点からは単結晶が好ましく、
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有利である。また、本発明で使
用する半導体は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 single crystal is preferable from the viewpoint of conversion efficiency,
Polycrystal is advantageous from the viewpoints of manufacturing cost, securing raw materials, energy payback time, and the like. The semiconductor used in the present invention may include an amorphous part.

【0016】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5〜200 nm、
より好ましくは8〜100 nm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〜
100μmである。
The particle size of the semiconductor fine particles is generally in the order of nm to μm, but the average particle size of the primary particles obtained from the diameter when the projected area is converted 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 100 μm.

【0017】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5〜50 nmであり、大きい粒子の平
均サイズは好ましくは100〜600 nmである。小さい粒子
は色素が吸着する表面の面積を増やす効果を有し、大き
い粒子は入射光を散乱させて光捕獲率を向上させる効果
を有する。混合比率(質量比)は小さい粒子が50〜99%
且つ大きい粒子が1〜50%であるのが好ましく、小さい
粒子が70〜95%且つ大きい粒子が5〜30%であるのがよ
り好ましい。
Two or more kinds of semiconductor fine particles having different particle size distributions may be mixed and used. In this case, the average particle size of the small particles is preferably 5 to 50 nm, and the average size of the large particles is preferably. 100-600 nm. The small particles have the effect of increasing the area of the surface on which the dye is adsorbed, and the large particles have the effect of scattering the incident light to improve the light capture rate. 50-99% of particles with small mixing ratio (mass ratio)
And it is preferable that the large particles are 1 to 50%, the small particles are 70 to 95%, and the large particles are 5 to 30%.

【0018】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、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、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
の硫酸法及び塩素法、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等
が好ましく使用できる。
As a method for producing semiconductor fine particles, Sakuhana Sakuo's "Sol-Gel Method Science" Agne Jofusha (1998), Technical Information Institute "Sol-Gel Method Thin Film Coating Technology" (1995 ), Etc., Tadao Sugimoto, "Synthesis and size morphology control of monodisperse particles by a new synthesis gel-sol method", Materia, Vol. 35, No. 9, 1012-1018.
Page (1996), etc. Gel-sol method, Manabu Seino's "Titanium oxide physical properties and applied technology" Sulfuric acid method and chlorine method described in Gihodo Publishing (1997), chloride developed by Degussa, A method of producing an oxide by high temperature hydrolysis in a salt or the like can be preferably used.

【0019】半導体微粒子として酸化チタン微粒子を用
いる場合、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, 3157〜31
71頁(1997年)、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頁等に記載のゾ
ル−ゲル法が特に好ましく使用できる。
When titanium oxide fine particles are used as semiconductor fine particles, the journal of American by Barbe et al.
Ceramic Society, Volume 80, Issue 12, 3157-31
The sol-gel method described on page 71 (1997), Chemistry of Materials by Burnside et al., Volume 10, No. 9, pages 2419 to 2425 can be particularly preferably used.

【0020】導電性支持体上に上記半導体からなる多孔
質半導体微粒子層を形成する際には、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
する方法を用いるのが一般的である。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
としては塗布法及び印刷法が代表的である。
When the porous semiconductor fine particle layer made of the above semiconductor is formed on the conductive support, a method of coating a dispersion or colloidal solution containing semiconductor fine particles on the conductive support is generally used. Target. 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 and a printing method are typical.

【0021】半導体微粒子の分散液を作製する方法の例
としては、前述のゾル−ゲル法等で調製した分散液又は
コロイド溶液をそのまま用いる方法、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等が挙げら
れる。
As an example of a method for producing a dispersion liquid of semiconductor fine particles, a dispersion liquid or a colloidal solution prepared by the above-mentioned sol-gel method or the like is used as it is, a mortar grind method, or a crushing method using a mill. Examples of the method include dispersing.

【0022】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、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 for the dispersion liquid of semiconductor fine particles is
It may be water or various organic solvents (methanol, ethanol, isopropyl alcohol, dichloromethane, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, etc.). At the time of dispersion, a polymer such as polyethylene glycol, a surfactant, an acid, a chelating agent and the like may be used as a dispersion aid, if necessary. By changing the molecular weight of polyethylene glycol, the viscosity of the dispersion liquid can be adjusted, and a semiconductor fine particle layer that is difficult to peel off can be formed. Therefore, it is preferable to add polyethylene glycol.

【0023】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。
Preferred examples of the coating method 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.

【0024】半導体微粒子の分散液の粘度は半導体微粒
子の種類や分散性、使用溶媒種、界面活性剤やバインダ
ー等の添加剤により大きく左右される。分散液が高粘度
(例えば0.01〜500 Poise)である場合はエクストルー
ジョン法、キャスト法又はスクリーン印刷法を用いるの
が好ましい。また低粘度(例えば0.1 Poise以下)であ
る場合は、均一な膜を形成するためにはスライドホッパ
ー法、ワイヤーバー法又はスピン法を用いるのが好まし
い。なお、塗布量がある程度多い場合は低粘度であって
もエクストルージョン法による塗布が可能である。この
ように分散液の粘度、塗布量、支持体、塗布速度等に応
じて適宜製膜方法を選択すればよい。
The viscosity of the dispersion liquid of semiconductor fine particles is greatly influenced by the type and dispersibility of the semiconductor fine particles, the type of solvent used, and additives such as surfactants and binders. When the dispersion has a high viscosity (for example, 0.01 to 500 Poise), it is preferable to use the extrusion method, the casting method or the screen printing method. Further, when the viscosity is low (for example, 0.1 Poise or less), it is preferable to use the slide hopper method, the wire bar method, or the spin method in order to form a uniform film. When the coating amount is large to some extent, the extrusion method can be used even if the viscosity is low. Thus, the film forming method may be appropriately selected depending on the viscosity of the dispersion liquid, the coating amount, the support, the coating speed, and the like.

【0025】多孔質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。多層塗布にはエクストルージョン法及
びスライドホッパー法が適している。多層塗布する場合
は同時に多層を塗布してもよいし、数回から十数回、順
次重ね塗りしてもよい。順次重ね塗りする際にはスクリ
ーン印刷法も好ましく使用できる。
The porous semiconductor fine particle layer is not limited to a single layer, and a layer containing a dispersion of semiconductor fine particles having different particle diameters applied in multiple layers or containing different kinds of semiconductor fine particles (or different binders, additives, etc.). Can also be applied in multiple layers. The multi-layer coating is effective even when the film thickness is insufficient by one-time coating. The extrusion method and the slide hopper method are suitable for multilayer coating. In the case of applying multiple layers, the multiple layers may be applied simultaneously, or may be applied several times to several tens of times in sequence. A screen printing method can also be preferably used for successive overcoating.

【0026】一般に多孔質半導体微粒子層の厚さが厚く
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。従って多
孔質半導体微粒子層の好ましい厚さは0.1〜100μmであ
る。本発明の光電変換素子を太陽電池に用いる場合、多
孔質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当た
りの半導体微粒子の塗布量は、好ましくは0.5〜400 g、
より好ましくは5〜100 gである。
Generally, as the thickness of the porous semiconductor fine particle layer increases, the amount of supported dye per unit projected area increases, so that the light trapping rate increases, but the diffusion distance of generated electrons increases, so that loss due to charge recombination occurs. Also grows. Therefore, the preferable thickness of the porous semiconductor fine particle layer is 0.1 to 100 μm. When the photoelectric conversion element of the present invention is used in a solar cell, the thickness of the porous semiconductor fine particle layer is preferably 1 to 30 μm, more preferably 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 400 g,
It is more preferably 5 to 100 g.

【0027】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で加熱処理
を行うのが好ましい。5nm以下の小さい半導体微粒子や
鉱酸等の存在下で加熱処理を行うと、加熱温度の低温化
が可能となる。
After the semiconductor fine particles are coated on the conductive support, the semiconductor fine particles are brought into electronic contact with each other and at the same time, the coating strength and the adhesion with 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. Also, from the viewpoint of cost, it is preferable to perform the heat treatment at a temperature as low as possible. When the heat treatment is carried out in the presence of fine semiconductor particles of 5 nm or less, mineral acid, etc., the heating temperature can be lowered.

【0028】加熱処理後、半導体微粒子の表面積を増大
させたり、半導体微粒子近傍の純度を高め色素から半導
体微粒子への電子注入効率を高める目的で、米国特許50
84365号に記載されているような四塩化チタン水溶液等
を用いた化学メッキ処理や三塩化チタン水溶液等を用い
た電気化学的メッキ処理を行ってもよい。
After the heat treatment, for the purpose of increasing the surface area of the semiconductor fine particles and increasing the purity in the vicinity of the semiconductor fine particles to improve the electron injection efficiency from the dye into the semiconductor fine particles, US Pat.
Chemical plating treatment using a titanium tetrachloride aqueous solution or the like as described in No. 84365 or electrochemical plating treatment using a titanium trichloride aqueous solution or the like may be performed.

【0029】多孔質半導体微粒子層は、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。多孔質半導体微粒子層のラフネスファクター
は10以上であり、好ましくは100以上である。ラフネス
ファクターの上限は特に制限はないが、通常1000程度で
ある。なお、本発明においてラフネスファクターとは、
導電性支持体等の上に形成された多孔質半導体微粒子層
の、表面積/投影面積の値を意味する。
The porous semiconductor fine particle layer preferably has a large surface area so that many dyes can be adsorbed. The roughness factor of the porous semiconductor fine particle layer is 10 or more, preferably 100 or more. The upper limit of the roughness factor is not particularly limited, but is usually about 1000. In the present invention, the roughness factor is
It means the value of surface area / projected area of a porous semiconductor fine particle layer formed on a conductive support or the like.

【0030】(B)カソード電析 カソード電析は、例えばアプライド フィジックス レ
ター, 1996年, 第68巻, (17), 2439〜2440頁に記載の方
法等を参考にして行うことができる。典型的には、導電
性支持体等に半導体微粒子を塗布して半導体電極(作用
極)を得、ポテンシオスタットを使った3極式の方法を
用い、金属硝酸塩を含有する電解質溶液中で作用極をカ
ソード側に分極すればよい。作用極の設定電位は用いる
金属に応じて適宜選択すればよいが、参照電極を銀/塩
化銀電極とした場合、好ましくは−2〜−0.5 V程度であ
り、より好ましくは−1.5〜−0.7 Vであり、特に好まし
くは−1.1〜−0.9 Vである。また、電圧印加時間は通常
1分〜24時間であり、好ましくは1分〜1時間である。
この工程によって作用極上に金属酸化物又は金属水酸化
物が付着し、更に乾燥又は加熱することで金属酸化物層
が形成される。通常、乾燥又は加熱は50〜450℃で30分
〜24時間程度行えばよい。金属酸化物層の多孔質半導体
微粒子層に対する質量比は0.01〜10%が好ましく、より
好ましくは0.05〜1%である。
(B) Cathodic Electrodeposition Cathodic electrodeposition can be carried out by referring to, for example, the method described in Applied Physics Letter, 1996, 68, (17), pp. 2439-2440. Typically, semiconductor particles are applied to a conductive support to obtain a semiconductor electrode (working electrode), and a three-electrode method using a potentiostat is used to work in an electrolyte solution containing a metal nitrate. The pole may be polarized on the cathode side. The set potential of the working electrode may be appropriately selected according to the metal used, but when the reference electrode is a silver / silver chloride electrode, it is preferably about -2 to -0.5 V, more preferably -1.5 to -0.7 V. V, and particularly preferably -1.1 to -0.9 V. The voltage application time is usually 1 minute to 24 hours, preferably 1 minute to 1 hour.
By this step, the metal oxide or the metal hydroxide adheres to the working electrode, and the metal oxide layer is formed by further drying or heating. Usually, drying or heating may be performed at 50 to 450 ° C. for about 30 minutes to 24 hours. The mass ratio of the metal oxide layer to the porous semiconductor fine particle layer is preferably 0.01 to 10%, more preferably 0.05 to 1%.

【0031】金属硝酸塩はそのまま電解質溶液に溶解さ
せて用いてよい。また、硝酸酸性(通常0.001〜10規
定、好ましくは0.01〜1規定)水溶液に金属ハロゲン化
物や金属アルコキシド化合物を加え、加水分解によって
金属硝酸塩を生成させ、この溶液を電解質溶液に用いて
もよい。電解質溶液中の金属硝酸塩の濃度は、好ましく
は0.001〜5mol/lであり、より好ましくは0.01〜1mol/
lである。
The metal nitrate may be used as it is by dissolving it in an electrolyte solution. Alternatively, a metal halide or metal alkoxide compound may be added to a nitric acid (usually 0.001 to 10 N, preferably 0.01 to 1 N) aqueous solution to generate a metal nitrate by hydrolysis, and this solution may be used as an electrolyte solution. The concentration of the metal nitrate in the electrolyte solution is preferably 0.001 to 5 mol / l, more preferably 0.01 to 1 mol / l.
is l.

【0032】金属硝酸塩が含む金属は、例えばチタン、
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、スカン
ジウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、カドミウム、鉛、アンチモン、ガリウム
等であってよく、好ましくはチタン、スズ、亜鉛、タン
グステン、ジルコニウム、インジウム、スカンジウム、
イットリウム、ニオブ又はガリウムであり、より好まし
くは亜鉛又はチタンであり、さらに好ましくはチタンで
ある。
The metal contained in the metal nitrate is, for example, titanium,
It may be tin, zinc, iron, tungsten, zirconium, hafnium, strontium, indium, cerium, scandium, yttrium, lanthanum, vanadium, niobium, tantalum, cadmium, lead, antimony, gallium, etc., preferably titanium, tin, zinc. , Tungsten, zirconium, indium, scandium,
It is yttrium, niobium or gallium, more preferably zinc or titanium, and further preferably titanium.

【0033】カソード電析で用いる電解質溶液は、通
常、電解質塩と溶媒を含有する。上記金属硝酸塩を電解
質塩として利用するのが好ましいが、他の電解質塩を用
いてもよい。電解質塩のカチオンは好ましくはアルカリ
金属イオン(Li+、Na+、K+、Rb +、Cs+等)であり、より
好ましくはK+である。電解質塩のアニオンは強酸の共役
アニオンであることが好ましく、具体例としては、ハロ
ゲン化物イオン(F-、Cl -、Br-、I-等)、硫酸イオン、
硝酸イオン、リン酸イオン、ClO4 -、BF4 -、PF6 -、Sb
F6 -、AsF6 -、トリフルオロ酢酸イオン、メタンスルホン
酸イオン、パラトルエンスルホン酸イオン、トリフルオ
ロメタンスルホン酸イオン、ビス(トリフルオロエタン
スルホニル)イミドイオン、トリス(トリフルオロメタン
スルホニル)メチドイオン等が挙げられる。これらのう
ち、硝酸イオンが特に好ましい。
The electrolyte solution used for cathode electrodeposition is usually
It usually contains an electrolyte salt and a solvent. Electrolyze the above metal nitrates
It is preferable to use as electrolyte salt, but use other electrolyte salt
You may stay. The cation of the electrolyte salt is preferably alkali
Metal ion (Li+, Na+, K+, Rb +, Cs+Etc., and more
Preferably K+Is. The anion of the electrolyte salt is a strong acid conjugate
It is preferably an anion, and specific examples thereof include halo.
Genide ion (F-, Cl -, Br-, I-Etc.), sulfate ion,
Nitrate ion, phosphate ion, ClOFour -, BFFour -, PF6 -, Sb
F6 -, AsF6 -, Trifluoroacetate ion, methane sulfone
Acid ion, paratoluene sulfonate ion, trifluoride
Rmethanesulfonate ion, bis (trifluoroethane
Sulfonyl) imide ion, tris (trifluoromethane)
Examples thereof include sulfonyl) methide ion. These
The nitrate ion is particularly preferable.

【0034】電解質塩は1種のみ用いても2種以上の混
合物として用いてもよい。カソード電析に用いる電解質
溶液中の電解質塩の濃度は、それぞれ好ましくは0.001
〜5mol/lであり、より好ましくは0.01〜1mol/lであ
る。
The electrolyte salt may be used alone or as a mixture of two or more kinds. The concentration of the electrolyte salt in the electrolyte solution used for cathode electrodeposition is preferably 0.001
˜5 mol / l, more preferably 0.01 to 1 mol / l.

【0035】カソード電析に用いる電解質溶液の溶媒
は、塩を溶解できるものであれば特に限定されないが、
通常水又は有機溶媒であり、好ましくは水である。有機
溶媒の例としては、アルコール類(メタノール、エタノ
ール、t-ブチルアルコール、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(ジメトシキ
エタン、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)、これらの混合物等が挙げられる。
The solvent of the electrolyte solution used for the cathode electrodeposition is not particularly limited as long as it can dissolve the salt,
It is usually water or an organic solvent, preferably water. Examples of organic solvents include alcohols (methanol, ethanol, t-butyl alcohol, benzyl alcohol, etc.),
Nitriles (acetonitrile, propionitrile, 3-methoxypropionitrile, etc.), nitromethane, halogenated hydrocarbons (dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, etc.), ethers (dimethoxyethane, 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.), carbonate ester Class (diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.),
Examples thereof include ketones (acetone, 2-butanone, cyclohexanone, etc.) and mixtures thereof.

【0036】カソード電析の後には、作用極を洗浄する
のが好ましい。通常、洗浄は電解質溶液に用いた溶媒と
同じものを用いて行う。
After the cathode electrodeposition, the working electrode is preferably washed. Usually, washing is performed using the same solvent as that used for the electrolyte solution.

【0037】カソード電析に用いる電解質溶液にあらか
じめ色素を溶解させておくことができる。これは半導体
微粒子層上に酸化亜鉛の層を形成する際に、特に好まし
い。電解質溶液中の色素の濃度は、好ましくは0.0001〜
5mol/lであり、より好ましくは0.001〜0.1 mol/lであ
る。この色素は、電解質溶液に溶解するものであれば特
に限定されないが、好ましくはルテニウム錯体色素であ
る。
The dye can be dissolved in advance in the electrolyte solution used for cathode electrodeposition. This is particularly preferable when forming a zinc oxide layer on the semiconductor fine particle layer. The concentration of the dye in the electrolyte solution is preferably 0.0001 ~
It is 5 mol / l, and more preferably 0.001 to 0.1 mol / l. The dye is not particularly limited as long as it can be dissolved in the electrolyte solution, but is preferably a ruthenium complex dye.

【0038】[2]光電変換素子 本発明の光電変換素子の作製方法は、上記本発明の半導
体微粒子膜の作製方法により作製された半導体微粒子膜
に色素を吸着させる工程を含む。本発明では、カソード
電析によって上記金属酸化物層を形成することにより、
光電変換素子の変換効率を改善する。本発明の光電変換
素子は色素が吸着した半導体微粒子を含有する感光層及
び導電性支持体を有し、該感光層は上記半導体微粒子膜
に色素を吸着させて得られる。
[2] Photoelectric Conversion Element The method for producing a photoelectric conversion element of the present invention includes a step of adsorbing a dye on the semiconductor fine particle film produced by the method for producing a semiconductor fine particle film of the present invention. In the present invention, by forming the metal oxide layer by cathode electrodeposition,
The conversion efficiency of the photoelectric conversion element is improved. The photoelectric conversion element of the present invention has a photosensitive layer containing semiconductor fine particles to which a dye is adsorbed and a conductive support, and the photosensitive layer is obtained by adsorbing the dye on the semiconductor fine particle film.

【0039】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
換素子のうち、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。
The photoelectric conversion element of the present invention is preferably the one shown in FIG.
The conductive layer 10, the photosensitive layer 20, the charge transport layer 30, and the counter conductive layer 40 are laminated in this order as shown in FIG.
Semiconductor fine particles 21 sensitized by this semiconductor fine particles 21
And a charge transport material 23 that has penetrated into the space between the two.
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 may be provided between the conductive layer 10 and the photosensitive layer 20. Further, in order to impart strength to the photoelectric conversion element, the conductive layer 10 and / or the counter conductive layer 40
The substrate 50 may be provided as a base of the substrate. 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. 1 may be the transparent conductive layer 10a, the transparent counter conductive layer 40a, and the transparent substrate 50a, respectively. Among such photoelectric conversion elements, a photoelectric cell is connected to an external load in order to perform electric work (power generation), and an optical sensor is formed 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.

【0040】図1に示す光電変換素子において、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.
The light incident on the photosensitive layer 20 containing the semiconductor fine particles 21 sensitized by excites the dye 22 or the like, and the high-energy electrons in the excited dye 22 or the like are passed to the conduction band of the semiconductor fine particles 21 and further diffused. 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, and the counter conductive layer 40 functions as a positive electrode. The boundary of each layer (for example, conductive layer 10 and photosensitive layer 20)
The boundary between the photosensitive layer 20 and the charge transport layer 30, the boundary between the charge transport layer 30 and the counter electrode conductive layer 40, and the like) may be diffused and mixed with each other. Each layer will be described in detail below.

【0041】(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
導電剤からなる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、アルミニウム、ロジウム、イ
ンジウム等)、炭素及び導電性金属酸化物(インジウム
−スズ複合酸化物、酸化スズにフッ素をドープしたもの
等)が挙げられる。導電層の厚さは好ましくは0.02〜10
μm程度である。
(A) Conductive Support The conductive support is composed of a single layer of (1) a conductive layer or two layers of (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 made of 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, aluminum, rhodium, indium, etc.), carbon and conductive metal oxides (indium-tin composite oxide, tin oxide doped with fluorine, etc.). Is mentioned. The thickness of the conductive layer is preferably 0.02-10
It is about μm.

【0042】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100Ω/□以下であり、
より好ましくは40Ω/□以下である。表面抵抗の下限に
は特に制限はないが、通常0.1Ω/□程度である。
The lower the surface resistance of the conductive support, the better. This surface resistance is preferably 100Ω / □ or less,
It is more preferably 40Ω / □ or less. Although the lower limit of the surface resistance is not particularly limited, it is usually about 0.1Ω / □.

【0043】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光の透過率が10%以上であるこ
とを意味する。導電性支持体の光透過率は好ましくは50
%以上、特に好ましくは70%以上である。
When light is irradiated from the side of the conductive support, the conductive support is preferably substantially transparent.
Substantially transparent means that the light transmittance is 10% or more. The light transmittance of the conductive support is preferably 50.
% Or more, particularly preferably 70% or more.

【0044】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をドーピングした二酸化スズ等が挙
げられる。透明基板としては、コストと強度の点で有利
なソーダ石灰フロートガラスからなるガラス基板、低コ
ストでフレキシブルな光電変換素子を得るために有用な
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、テトラアセチルセルロ
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(PP
S)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PA
r)、ポリスルフォン(PSF)、ポリエステルスルフォン
(PES)、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〜
100 g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. As the transparent substrate, a glass substrate made of soda lime float glass, which is advantageous in terms of cost and strength, a transparent polymer film useful for obtaining a low-cost flexible photoelectric conversion element, and the like can be used. Examples of materials forming the transparent polymer film include tetraacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndiotactic polystyrene (SPS), polyphenylene sulfide (PP).
S), polycarbonate (PC), polyarylate (PA
r), polysulfone (PSF), polyester sulfone (PES), polyetherimide (PEI), cyclic polyolefin, and brominated phenoxy resin. In order to secure sufficient transparency, the coating amount of the conductive metal oxide is 0.01 to 1 m 2 of the glass or plastic substrate.
It is preferably 100 g.

【0045】透明導電性支持体の抵抗を下げる目的で金
属リードを集電体として用いることができる。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く、アルミニウム又は銀
からなるのが特に好ましい。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、その上にフッ素をド
ープした酸化スズ、ITO膜等からなる透明導電層を設け
るのが好ましい。また、透明導電層を透明基板に設けた
後、透明導電層上に金属リードを設置することも好まし
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。
A metal lead can be used as a current collector for the purpose of reducing the resistance of the transparent conductive support. Metal leads are platinum, gold, nickel, titanium, aluminum, copper,
It is preferably made of a metal such as silver, and particularly preferably made of aluminum or silver. It is preferable to dispose a metal lead on a transparent substrate by vapor deposition, sputtering or the like, and provide a transparent conductive layer made of fluorine-doped tin oxide, an ITO film or the like on the metal lead. Further, it is also preferable to dispose a metal lead on the transparent conductive layer after providing the transparent conductive layer on the transparent substrate. 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%.

【0046】(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。感光層に用いる半導体や多孔質半
導体微粒子層の好ましい態様、形成方法等は「[1]半導
体微粒子膜の作製方法」の欄に記載の通りである。
(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. Preferred embodiments, forming methods, etc. of the semiconductor or porous semiconductor fine particle layer used for the photosensitive layer are as described in the section of "[1] Method for producing semiconductor fine particle film".

【0047】(1)処理 本発明では、感光層に用いる半導体微粒子を金属化合物
の溶液で処理してもよい。金属化合物としては、例えば
スカンジウム、イットリウム、ランタノイド、ジルコニ
ウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、ガリウム、イン
ジウム、ゲルマニウム及びスズからなる群から選ばれる
金属のアルコキシド又はハロゲン化物等が使用できる。
金属化合物の溶液(処理液)は通常、水溶液又はアルコ
ール溶液である。なお、「処理」とは、半導体微粒子に
色素を吸着させる前に、該半導体微粒子と上記処理液を
ある時間接触させる操作を意味する。接触後に半導体微
粒子に上記金属化合物が吸着していても吸着していなく
てもよい。処理は上記半導体微粒子層を形成した後に行
うのが好ましい。
(1) Treatment In the present invention, the semiconductor fine particles used in the photosensitive layer may be treated with a solution of a metal compound. As the metal compound, for example, scandium, yttrium, lanthanoid, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, gallium, indium, germanium, and an alkoxide or halide of a metal selected from the group consisting of tin can be used.
The metal compound solution (treatment liquid) is usually an aqueous solution or an alcohol solution. The "treatment" means an operation of bringing the semiconductor fine particles into contact with the treatment liquid for a certain period of time before adsorbing the dye on the semiconductor fine particles. The metal compound may or may not be adsorbed on the semiconductor fine particles after the contact. The treatment is preferably performed after forming the semiconductor fine particle layer.

【0048】処理の具体的方法としては、半導体微粒子
を処理液に浸漬する方法(浸漬法)が好ましい例として
挙げられる。また、処理液をスプレー状に一定時間吹き
付ける方法(スプレー法)も適用できる。浸漬法を行う
際の処理液の温度(浸漬温度)は特に限定されないが、
典型的には−10〜70℃であり、好ましくは0℃〜40℃で
ある。処理時間も特に限定されず、典型的には1分〜24
時間であり、好ましくは30分〜15時間である。浸漬の
後、半導体微粒子を蒸留水等の溶媒で洗浄してもよい。
また、浸漬処理によって半導体微粒子に付着した物質の
結合を強めるために焼成してもよい。焼成の条件は、上
述した加熱処理の条件と同様に設定すればよい。
As a concrete method of the treatment, a method of immersing the semiconductor fine particles in the treatment liquid (immersion method) can be mentioned as a preferable example. A method (spray method) of spraying the treatment liquid in a spray shape for a certain period of time can also be applied. The temperature of the treatment liquid when performing the immersion method (immersion temperature) is not particularly limited,
It is typically -10 to 70 ° C, preferably 0 to 40 ° C. The processing time is not particularly limited, and is typically 1 minute to 24 minutes.
Time, preferably 30 minutes to 15 hours. After the immersion, the semiconductor fine particles may be washed with a solvent such as distilled water.
Further, it may be fired in order to strengthen the bond of the substance attached to the semiconductor fine particles by the dipping treatment. The firing conditions may be set in the same manner as the heat treatment conditions described above.

【0049】(2)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得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
も金属錯体色素がより好ましく、ルテニウム錯体色素が
特に好ましい。フタロシアニン、ナフタロシアニン、金
属フタロシアニン、金属ナフタロシアニン、テトラフェ
ニルポルフィリンやテトラアザポルフィリン等のポルフ
ィリン類、金属ポルフィリン、それらの誘導体等も用い
ることができる。色素レーザー用に用いられる色素類も
本発明において使用できる。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。
(2) 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 the near infrared region and can sensitize a semiconductor, but metal complex dyes, methine dyes, Porphyrin dyes and phthalocyanine dyes can be preferably used, of which metal complex dyes are more preferable, and ruthenium complex dyes are particularly preferable. Phthalocyanines, naphthalocyanines, metal phthalocyanines, metal naphthalocyanines, porphyrins such as tetraphenylporphyrin and tetraazaporphyrin, metal porphyrins, and derivatives thereof can also be used. Dyes used for dye lasers can also be used in the present invention. Further, two or more kinds of dyes can be used in combination in order to widen the wavelength range of photoelectric conversion as much as possible and increase the conversion efficiency. In this case, the dyes to be used together and the ratio thereof can be selected so as to match the wavelength range and intensity distribution of the intended light source.

【0050】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、-SO2H基、-P(O)(OH)2基及び-OP(O)(OH)2
のような酸性基、並びにオキシム、ジオキシム、ヒドロ
キシキノリン、サリチレート及びα-ケトエノレートの
ようなπ伝導性を有するキレート化基が挙げられる。中
でも-COOH基、-P(O)(OH)2基及び-OP(O)(OH)2基が特に好
ましい。これらの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
Groups, -OH groups, -SO 2 H groups, acidic groups such as -P (O) (OH) 2 groups and -OP (O) (OH) 2 groups, and oximes, dioximes, hydroxyquinolines, salicylates and α -Chelating groups having π conductivity such as ketoenolate. 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.

【0051】(a)金属錯体色素 本発明で用いる金属錯体色素の金属原子はルテニウムRu
であるのが好ましい。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5084365号、
同5350644号、同5463057号、同5525440号、特開平7-249
790号、特表平10-504512号、WO98/50393号、特開2000-2
6487号等に記載のものが挙げられる。また、好ましい金
属錯体色素の具体例としては、特開2001-320068号の段
落番号0051〜0057に記載のものが挙げられる。最も典型
的な金属錯体色素としては、下記D-1及びD-2が挙げられ
る。
(A) Metal Complex Dye The metal atom of the metal complex dye used in the present invention is ruthenium Ru.
Is preferred. Examples of ruthenium complex dyes, U.S. Pat.Nos. 4,927,721, 4,884,537, 5084365,
No. 5350644, No. 5463057, No. 5525440, JP-A-7-249
790, Tokuyohei 10-504512, WO98 / 50393, JP 2000-2
6487 etc. are mentioned. Specific examples of preferable metal complex dyes include those described in JP-A 2001-320068, paragraphs 0051 to 0057. The most typical metal complex dyes include D-1 and D-2 below.

【0052】[0052]

【化1】 [Chemical 1]

【0053】(b)メチン色素 好ましいメチン色素は、シアニン色素、メロシアニン色
素、スクワリリウム色素等のポリメチン色素である。好
ましいポリメチン色素の例としては、特開平11-35836
号、同11-158395号、同11-163378号、同11-214730号、
同11-214731号、欧州特許892411号及び同911841号に記
載の色素が挙げられる。これらのポリメチン色素の合成
法については、エフ・エム・ハーマー(F. M. Hamer)
著「ヘテロサイクリック・コンパウンズ−シアニンダイ
ズ・アンド・リレィティド・コンパウンズ(Heterocycl
ic Compounds - Cyanine Dyes and Related Compound
s)」、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ(John Wile
y & Sons)社、ニューヨーク、ロンドン(1964年刊)、
デー・エム・スターマー(D. M. Sturmer)著「ヘテロ
サイクリック・コンパウンズ−スペシャル・トピックス
・イン・ヘテロサイクリック・ケミストリー(Heterocy
clic Compounds - Specialtopics in Heterocyclic Che
mistry)」、第18章、第14節、第482から515頁、ジョン
・ウィリー・アンド・サンズ(John Wiley & Sons)
社、ニューヨーク、ロンドン(1977年刊)、「ロッズ・
ケミストリー・オブ・カーボン・コンパウンズ(Rodd's
Chemistry of Carbon Compounds)」、2nd. Ed.、vol.
IV、part B、第15章、第369から422頁、エルセビア・
サイエンス・パブリック・カンパニー・インク(Elsevi
er Science Publishing Company Inc.)社、ニューヨー
ク(1977年刊)、英国特許第1,077,611号、Ukrainskii
Khimicheskii Zhurnal, 第40巻, 第3号, 253〜258頁、
Dyes and Pigments, 第21巻, 227〜234頁、これらの引
用文献等に記載されている。
(B) Methine Dyes Preferred methine dyes are polymethine dyes such as cyanine dyes, merocyanine dyes and squarylium dyes. Examples of preferable polymethine dyes include JP-A-11-35836.
No. 11, No. 11-158395, No. 11-163378, No. 11-214730,
Examples thereof include dyes described in Nos. 11-214731, European Patents 892411 and 911841. For synthetic methods of these polymethine dyes, see FM Hamer.
Written by "Heterocyclic Compounds-Cyanine Soybeans and Related Compounds (Heterocycl
ic Compounds-Cyanine Dyes and Related Compound
s) ", John Wile and Sons
y & Sons), New York, London (1964),
Heterocy Compounds-Special Topics in Heterocyclic Chemistry by DM Sturmer
clic Compounds-Special topics in Heterocyclic Che
mistry), Chapter 18, Section 14, pp. 482-515, John Wiley & Sons
Co., New York, London (1977), "Rods.
Chemistry of Carbon Compounds (Rodd's
Chemistry of Carbon Compounds) '', 2nd. Ed., Vol.
IV, part B, Chapter 15, 369-422, Elsevier
Science Public Company, Inc. (Elsevi
er Science Publishing Company Inc.), New York (1977), British Patent No. 1,077,611, Ukrainskii
Khimicheskii Zhurnal, Volume 40, No. 3, pp. 253-258,
Dyes and Pigments, Volume 21, pp. 227-234, and the references cited therein.

【0054】(3)半導体微粒子膜への色素の吸着 半導体微粒子膜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膜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膜に塗
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。
(3) Adsorption of Dye on Semiconductor Fine Particle Film When adsorbing the dye on the semiconductor fine particle film, a method of immersing a conductive support having a well-dried semiconductor fine particle film in a solution of the dye, or the dye The method of applying the solution of 1) to the semiconductor fine particle film can be used. In the case of the former method,
The dipping method, the dipping method, the roller method, the air knife method and 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 latter case,
Wire bar method, slide hopper method, extrusion method, curtain method, spin method, spray method and 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.

【0055】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.

【0056】色素の吸着量は、半導体微粒子膜の単位面
積(1m2)当たり0.01〜100 mmol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、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膜の温度が60〜150℃の間で素早
く色素の吸着を行うのが好ましい。
The adsorption amount of the dye is preferably 0.01 to 100 mmol per unit area (1 m 2 ) of the semiconductor fine particle film.
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 be reduced. 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 film of 60 to 150 ° C. without returning to room temperature after the heat treatment.

【0057】色素間の凝集等の相互作用を低減するため
に、界面活性剤としての性質を持つ無色の化合物を色素
吸着液に添加し、半導体微粒子に共吸着させてよい。こ
のような無色の化合物の例としては、カルボキシル基や
スルホ基を有するステロイド化合物(コール酸、デオキ
シコール酸、ケノデオキシコール酸、タウロデオキシコ
ール酸等)や、下記のようなスルホン酸塩類等が挙げら
れる。
In order to reduce interactions such as aggregation between dyes, a colorless compound having a property as a surfactant may be added to the dye adsorbing solution and co-adsorbed on the semiconductor fine particles. Examples of such colorless compounds include steroid compounds having a carboxyl group or a sulfo group (cholic acid, deoxycholic acid, chenodeoxycholic acid, taurodeoxycholic acid, etc.), and the following sulfonates. .

【0058】[0058]

【化2】 [Chemical 2]

【0059】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等
を用いて行うのが好ましい。
It is preferable to remove the unadsorbed dye by washing immediately after the adsorption step. The washing is preferably performed in a wet washing tank using an organic solvent such as acetonitrile or an alcohol solvent.

【0060】色素を吸着した後、アミン類、4級アンモ
ニウム塩、少なくとも1つのウレイド基を有するウレイ
ド化合物、少なくとも1つのシリル基を有するシリル化
合物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等を用いて
半導体微粒子の表面を処理してもよい。好ましいアミン
類の例としてはピリジン、4-t-ブチルピリジン、ポリビ
ニルピリジン等が挙げられる。好ましい4級アンモニウ
ム塩の例としてはテトラブチルアンモニウムヨージド、
テトラヘキシルアンモニウムヨージド等が挙げられる。
これらは有機溶媒に溶解して用いてもよく、液体の場合
はそのまま用いてもよい。
After adsorbing the dye, amines, quaternary ammonium salts, ureido compounds having at least one ureido group, silyl compounds having at least one silyl group, alkali metal salts, alkaline earth metal salts and the like are used. The surface of the semiconductor fine particles may be treated. Examples of preferable amines include pyridine, 4-t-butylpyridine, polyvinylpyridine and the like. Examples of preferred quaternary ammonium salts include tetrabutylammonium iodide,
Tetrahexyl ammonium iodide etc. are mentioned.
These may be used by dissolving them in an organic solvent, or may be used as they are in the case of a liquid.

【0061】(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、電解質溶
液)、酸化還元対の溶液をポリマーマトリクスのゲルに
含浸したいわゆるゲル電解質組成物、固体電解質組成物
等が挙げられ、(ii)固体中のキャリアー移動が関わる電
荷輸送材料としては、電子輸送材料や正孔(ホール)輸
送材料等が挙げられる。これらの電荷輸送材料は複数併
用してもよい。本発明では、電荷輸送層に溶融塩電解質
組成物又はゲル電解質組成物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) As the charge transport material involving ions, a molten salt electrolyte composition containing a redox counter ion,
Examples include a solution in which ions of a redox couple are dissolved (electrolyte solution, electrolyte solution), a so-called gel electrolyte composition in which a gel of a polymer matrix is impregnated with a solution of a redox couple, a solid electrolyte composition, and the like (ii) in solid Examples of the charge transport material involved in carrier transfer include electron transport materials and hole transport materials. 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 a gel electrolyte composition for the charge transport layer.

【0062】(1)溶融塩電解質組成物 溶融塩電解質組成物は溶融塩を含む。溶融塩電解質組成
物は常温で液体であるのが好ましい。主成分である溶融
塩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、その一般的な例としてはWO95/18456号、特開平8-
259543号、電気化学, 第65巻, 11号, 923頁 (1997年)等
に記載のピリジニウム塩、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50℃以下であ
るのが好ましく、25℃以下であるのが特に好ましい。溶
融塩の具体例は特開2001-320068号の段落番号0066〜008
2に詳しく記載されている。
(1) Molten Salt Electrolyte Composition The molten salt electrolyte composition contains a molten salt. The molten salt electrolyte composition is preferably liquid at room temperature. The molten salt as the main component is liquid at room temperature, or is an electrolyte having a low melting point, as a general example thereof WO95 / 18456, JP-A-8-
259543, Electrochemistry, Vol. 65, No. 11, p. 923 (1997) and the like, and pyridinium salts, imidazolium salts, triazolium salts and the like. The melting point of the molten salt is preferably 50 ° C or lower, and particularly preferably 25 ° C or lower. Specific examples of the molten salt are described in JP-A-2001-320068, paragraph numbers 0066 to 008.
Details are described in 2.

【0063】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、NaI、KI、LiBF4、CF3CO
OLi、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2質量%以下であるのが好ましく、1質
量%以下がさらに好ましい。また、溶融塩電解質組成物
に含まれるアニオンの50モル%以上がヨウ化物イオンで
あることが好ましい。
The molten salts may be used alone or in combination of two or more. In addition, LiI, NaI, KI, LiBF 4 , CF 3 CO
Alkali metal salts such as OLi, CF 3 COONa, LiSCN and NaSCN can also be used in combination. The amount of the alkali metal salt added is preferably 2% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less, based on the entire composition. Further, it is preferable that 50 mol% or more of the anions contained in the molten salt electrolyte composition are iodide ions.

【0064】通常、溶融塩電解質組成物はヨウ素を含有
する。ヨウ素の含有量は、溶融塩電解質組成物全体に対
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。
Usually, the molten salt electrolyte composition contains iodine. The content of iodine is preferably 0.1 to 20% by mass, and 0.5 to 5% by mass with respect to the entire molten salt electrolyte composition.
Is more preferable.

【0065】溶融塩電解質組成物の揮発性は低いことが
好ましく、溶媒を含まないことが好ましい。溶媒を添加
する場合でも、溶媒の添加量は溶融塩電解質組成物全体
に対して30質量%以下に留めることが好ましい。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 composition preferably has low volatility and preferably does not contain a solvent. Even when the solvent is added, the amount of the solvent added is preferably 30% by mass or less with respect to the entire molten salt electrolyte composition. The molten salt electrolyte composition may be gelled and used as described below.

【0066】(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.

【0067】電解液中の電解質濃度は好ましくは0.1〜1
0 M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0.01〜0.5 Mである。
The electrolyte concentration in the electrolytic solution is preferably 0.1 to 1
It is 0 M, more preferably 0.2 to 4 M. When iodine is added to the electrolytic solution, the preferable addition concentration of iodine is 0.01 to 0.5 M.

【0068】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 that 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.

【0069】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。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、塩基性化合物はイオン性基を有すること
が好ましい。溶融塩電解質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1〜40質量%であり、より好
ましくは5〜30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 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 basic compound preferably has an ionic group. The mass ratio of the basic compound to the entire molten salt electrolyte composition is preferably 1 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass.

【0070】(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する場合は工業科学雑誌(J.
Chem. Soc. Japan, Ind. Chem. Sec.), 46, 779 (194
3)、J. Am. Chem. Soc., 111, 5542 (1989)、J. Chem.
Soc., Chem. Commun., 1993, 390、Angew. Chem. Int.
Ed. Engl., 35, 1949 (1996)、Chem. Lett., 1996, 88
5、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 "(ELSEVIER APPLIED SCIENCE, co-edited by JR MacCallum and CAVincent) can be used, but polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride are particularly preferably used. Gelation by addition of oil gelling agent If you do
Chem. Soc. Japan, Ind. Chem. Sec.), 46, 779 (194
3), J. Am. Chem. Soc., 111, 5542 (1989), J. Chem.
Soc., Chem. Commun., 1993, 390, Angew. Chem. Int.
Ed. Engl., 35, 1949 (1996), Chem. Lett., 1996, 88
5 and J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1997, 545 can be used, but it is preferable to use a compound having an amide structure. An example of gelling an electrolytic solution is described in JP-A-11-185863, and an example of gelling a molten salt electrolyte is also described in JP-A-2000-58140.
These are also applicable to the present invention.

【0071】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 containing 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.

【0072】(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 instead of the ion conductive electrolyte such as molten salt. be able to.

【0073】(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.

【0074】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).

【0075】(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2.5 eV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4.5〜5.5 eV、より
好ましくは4.7〜5.3 eV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
Cu2O、CuS、CuGaS2、CuInS 2、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、Ni
O、CoO、FeO、Bi2O3、MoO2、Cr2O3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 inorganic
The ionization potential of the compound semiconductor is
To reduce the ionization potential of the dye adsorption electrode
It needs to be smaller. P depending on the dye used
Of ionization potential of type inorganic compound semiconductor
Ranges differ, but generally 4.5-5.5 eV, more
It is preferably 4.7 to 5.3 eV. Preferred p-type inorganic compound
The semiconductor is a compound semiconductor containing monovalent copper.
Is CuI, CuSCN, CuInSe2, Cu (In, Ga) Se2, CuGaSe2,
Cu2O, CuS, CuGaS2, CuInS 2, CuAlSe2Etc.
Among them, CuI and CuSCN are preferable, and CuI is most preferable.
Yes. Examples of other p-type inorganic compound semiconductors include GaP and Ni.
O, CoO, FeO, Bi2O3, MoO2, Cr2O3Etc.

【0076】(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.

【0077】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 sandwiching the charge transport layer, 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 used. Available.

【0078】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 transporting layer is used, a counter electrode is usually provided in an undried state 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.

【0079】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.

【0080】(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.

【0081】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 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.

【0082】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.

【0083】(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
〜1000 nmであり、より好ましくは10〜500 nmである。
(E) Other Layers In order to prevent a short circuit between the counter electrode and the conductive support, a dense thin film layer of a semiconductor 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 to 500 nm.

【0084】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。
Further, a functional layer such as a protective layer or an antireflection layer may be provided on the outer surface of one or both of the 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.

【0085】(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、前述の図1及び図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 be variously formed according to the purpose. If roughly divided into two, it is possible to have a structure in which light can enter from both sides and a structure in which light can enter from only one side. Examples of preferable internal structures of the photoelectric conversion element of the present invention are shown in FIGS. 1 and 2 to 9 described above.

【0086】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.

【0087】[3]光電池 本発明の光電池は、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。
[3] Photocell The photocell of the present invention is one in which the photoelectric conversion element of the present invention is made to work with 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.

【0088】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.

【0089】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。
Even 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 the structure 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.

【0090】[0090]

【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.

【0091】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粒径は約
10 nm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
純薬工業(株)製)を添加し、混合して二酸化チタン粒
子塗布液を得た。
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 particle size of the titanium dioxide particles in this dispersion is about
It was 10 nm. 20 to titanium dioxide in this dispersion
Mass% polyethylene glycol (molecular weight 20000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and mixed to obtain a titanium dioxide particle coating solution.

【0092】2.二酸化チタン電極の作製 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(株)製、表面抵抗:約10Ω/
cm2)の導電面側に上記二酸化チタン粒子塗布液をドク
ターブレードで120μmのウェット厚みで塗布し、25℃で
30分間乾燥した後、電気炉(ヤマト科学(株)製「マッ
フル炉FP-32型」)を用いて450℃で30分間加熱処理して
二酸化チタン層を形成し、二酸化チタン電極を得た。透
明導電性ガラスの単位面積あたりの二酸化チタン塗布量
は16.0 g/m2であり、二酸化チタン層の膜厚は約11μmで
あった。また、得られた二酸化チタン層のラフネスファ
クターをBET法で測定したところ、約1000であった。
2. Preparation of titanium dioxide electrode Transparent conductive glass coated with fluorine-doped tin oxide (Nippon Sheet Glass Co., Ltd., surface resistance: about 10Ω /
cm 2 ), apply the above titanium dioxide particle coating solution on the conductive surface side of the surface with a doctor blade to a wet thickness of 120 μm, and
After drying for 30 minutes, a titanium dioxide layer was formed by heat treatment at 450 ° C. for 30 minutes using an electric furnace (“Muffle furnace FP-32 type” manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) to obtain a titanium dioxide electrode. The amount of titanium dioxide applied per unit area of the transparent conductive glass was 16.0 g / m 2 , and the film thickness of the titanium dioxide layer was about 11 μm. The roughness factor of the obtained titanium dioxide layer was measured by the BET method, and it was about 1000.

【0093】3.カソード電析及び色素の吸着 上記二酸化チタン電極を10 mm×12 mmの大きさに切断し
た。ただし、二酸化チタン層の面積は10 mm×10 mmとし
た。続いて、対極に白金を用い参照電極として銀・塩化
銀電極を用いて、ポテンシオスタットを使用した3極式
の方法により、上記二酸化チタン電極にカソード電析処
理を施した。0.02 Mの金属硝酸塩Zn(NO3)2、0.02 Mの硝
酸リチウム及び0.01 Mの硝酸を含む水溶液からなる電解
質を使用し、この電解質中で二酸化チタン電極をカソー
ド側に分極した後、水及びアセトニトリルで順次洗浄
し、450℃で30分間焼成した。なお、カソード電析は分
極電圧−1.1 V、電析時間30分の条件下で行った。カソ
ード電析処理によって単位面積あたりの半導体微粒子層
の重量は17.5 g/m2に増加したが、ラフネスファクター
は殆ど変化しなかった。焼成終了後、カソード電析処理
を施した二酸化チタン電極を冷却し、下記色素1を含有
する色素吸着液に3時間浸漬した。浸漬は振とう機で振
とうしながら行った。色素吸着液の温度は45℃、色素吸
着液中の色素1の濃度は0.3 mmol/lとし、溶媒としては
エタノール、2-メチル-2-プロパノール及びアセトニト
リルの混合溶媒(エタノール:2-メチル-2-プロパノー
ル:アセトニトリル=1:1:2(体積比))を用い
た。浸漬後、エタノール及びアセトニトリルで順次洗浄
し、暗所・窒素気流下で乾燥して色素吸着二酸化チタン
電極E-4を得た。
3. Cathode Electrodeposition and Adsorption of Dye The above titanium dioxide electrode was cut into a size of 10 mm × 12 mm. However, the area of the titanium dioxide layer was 10 mm × 10 mm. Subsequently, the titanium dioxide electrode was subjected to cathodic electrodeposition treatment by a three-electrode method using a potentiostat with platinum as a counter electrode and a silver / silver chloride electrode as a reference electrode. An electrolyte consisting of an aqueous solution containing 0.02 M metal nitrate Zn (NO 3 ) 2 , 0.02 M lithium nitrate and 0.01 M nitric acid was used.In this electrolyte, a titanium dioxide electrode was polarized to the cathode side, and then water and acetonitrile were used. It was sequentially washed with and baked at 450 ° C. for 30 minutes. The cathode electrodeposition was performed under the conditions of a polarization voltage of -1.1 V and an electrodeposition time of 30 minutes. The weight of the semiconductor fine particle layer per unit area was increased to 17.5 g / m 2 by the cathode electrodeposition treatment, but the roughness factor was hardly changed. After the firing was completed, the titanium dioxide electrode subjected to the cathodic electrodeposition treatment was cooled and immersed in a dye adsorbing solution containing the following dye 1 for 3 hours. Immersion was performed while shaking with a shaker. The temperature of the dye adsorbent was 45 ° C, the concentration of dye 1 in the dye adsorbent was 0.3 mmol / l, and the solvent was a mixed solvent of ethanol, 2-methyl-2-propanol and acetonitrile (ethanol: 2-methyl-2 -Propanol: acetonitrile = 1: 1: 2 (volume ratio) was used. After the immersion, it was washed successively with ethanol and acetonitrile, and dried in a dark place under a nitrogen stream to obtain a dye-adsorbed titanium dioxide electrode E-4.

【0094】[0094]

【化3】 [Chemical 3]

【0095】また、電解質溶液に用いた金属硝酸塩及び
溶媒、並びに電析条件を下記表1に示すように変えたこ
と以外は電極E-4の作製と同様にして、電極E-1〜E-3及
びE-5〜E-20をそれぞれ作製した。これら電極の単位面
積あたりの半導体微粒子層の重量を表1に示す。ラフネ
スファクターはE-4と同様に殆ど変化が認められなかっ
た。なお、分極後の洗浄は、電解質溶液に用いた溶媒及
びアセトニトリルで順次行った。また、電極E-3、E-5及
びE-8を作製する際には、カソード電析に用いる電解質
溶液に表1に示す濃度で色素1を添加した。
Further, the electrodes E-1 to E- were prepared in the same manner as the preparation of the electrode E-4 except that the metal nitrate and the solvent used in the electrolyte solution and the electrodeposition conditions were changed as shown in Table 1 below. 3 and E-5 to E-20 were prepared respectively. Table 1 shows the weight of the semiconductor fine particle layer per unit area of these electrodes. Similar to E-4, roughness factor showed almost no change. The cleaning after polarization was performed sequentially with the solvent used for the electrolyte solution and acetonitrile. When producing the electrodes E-3, E-5 and E-8, Dye 1 was added to the electrolyte solution used for cathode electrodeposition at the concentration shown in Table 1.

【0096】[0096]

【表1】 [Table 1]

【0097】4.光電変換素子の作製 上記電極E-1を15 mm×20 mm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(0.6 mol/
l)、ヨウ化リチウム(0.1 mol/l)及びヨウ素(0.05 m
ol/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C-1を作製した。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を設けたもの)、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。電極E-1に換えて下記表2に
示す電極を用いたこと以外は光電変換素子C-1の作製と
同様にして、比較用の光電変換素子C-2、C-3及びC-16、
並びに本発明の光電変換素子C-4〜C-15及びC-17〜C-20
をそれぞれ作製した。
4. Production of Photoelectric Conversion Element The above electrode E-1 was overlaid on a 15 mm × 20 mm platinum vapor-deposited glass. Next, an electrolyte solution (1,3-dimethylimidazolium iodide (0.6 mol /
l), lithium iodide (0.1 mol / l) and iodine (0.05 m
(ol / l) in acetonitrile) was soaked and introduced into the electrode to prepare a photoelectric conversion element C-1 for comparison. In this photoelectric conversion element, as shown in FIG. 10, conductive glass 1 (glass 2 having conductive layer 3 provided thereon), dye adsorbing titanium dioxide layer 4, charge transport layer 5, platinum layer 6 and glass 7 were used. It has a structure in which layers are sequentially stacked. Comparative photoelectric conversion elements C-2, C-3 and C-16 were prepared in the same manner as the photoelectric conversion element C-1 except that the electrodes shown in Table 2 below were used instead of the electrode E-1.
And photoelectric conversion elements C-4 to C-15 and C-17 to C-20 of the present invention
Were produced respectively.

【0098】5.光電変換効率の評価 500 Wのキセノンランプ(ウシオ電機(株)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100 mW/cm2であった。各光電変換素子C-1
〜C-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。表2に各光電変換素
子の変換効率を示す。
5. Evaluation of photoelectric conversion efficiency Light from a 500 W xenon lamp (manufactured by Ushio Inc.) was passed through a spectral filter ("AM1.5" manufactured by Oriel) to generate simulated sunlight. The intensity of this simulated sunlight was 100 mW / cm 2 on the vertical plane. Each photoelectric conversion element C-1
Silver paste was applied to the end of the conductive glass of ~ C-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 current-voltage characteristics were measured while vertically irradiating each photoelectric conversion element with simulated sunlight to obtain the photoelectric conversion efficiency. Table 2 shows the conversion efficiency of each photoelectric conversion element.

【0099】[0099]

【表2】 [Table 2]

【0100】表2に示した通り、比較例の光電変換素子
C-1、C-3及びC-16と比較して、本発明の光電変換素子C-
4〜C-15及びC-17〜C-20は優れた変換効率を示した。
As shown in Table 2, the photoelectric conversion element of Comparative Example
Compared with C-1, C-3 and C-16, the photoelectric conversion element C- of the present invention
4 to C-15 and C-17 to C-20 showed excellent conversion efficiency.

【0101】[0101]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、カソ
ード電析処理を施すことで良質の半導体微粒子膜が得ら
れ、この半導体微粒子膜に色素を吸着させて感光層を形
成することによって変換効率に優れた色素増感光電変換
素子が得られる。
As described above in detail, according to the present invention, a good quality semiconductor fine particle film can be obtained by performing the cathode electrodeposition treatment, and a dye is adsorbed to this semiconductor fine particle film to form a photosensitive layer. A dye-sensitized photoelectric conversion element excellent in conversion efficiency can be obtained.

【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) 5F051 AA14 CB13 FA03 FA06 GA03 5H032 AA06 AS06 AS16 BB07 EE02 EE16 HH04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5F051 AA14 CB13 FA03 FA06 GA03                 5H032 AA06 AS06 AS16 BB07 EE02                       EE16 HH04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 10以上のラフネスファクターを有する多
孔質半導体微粒子層上に、カソード電析によって金属酸
化物層を形成する工程を含むことを特徴とする半導体微
粒子膜の作製方法。
1. A method for producing a semiconductor fine particle film, which comprises the step of forming a metal oxide layer by cathode electrodeposition on a porous semiconductor fine particle layer having a roughness factor of 10 or more.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体微粒子膜の作製
方法において、前記金属酸化物層が、酸化亜鉛又は二酸
化チタンからなることを特徴とする半導体微粒子膜の作
製方法。
2. The method for producing a semiconductor fine particle film according to claim 1, wherein the metal oxide layer is made of zinc oxide or titanium dioxide.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の半導体微粒子膜
の作製方法において、四硝酸チタン溶液中でのカソード
電析により前記金属酸化物層を形成することを特徴とす
る半導体微粒子膜の作製方法。
3. The method for producing a semiconductor fine particle film according to claim 1, wherein the metal oxide layer is formed by cathodic electrodeposition in a titanium tetranitrate solution. Method.
【請求項4】 色素が吸着した半導体微粒子を含有する
感光層及び導電性支持体を有する光電変換素子を作製す
る方法であって、請求項1〜3のいずれかに記載の方法
により作製された半導体微粒子膜に色素を吸着させて前
記感光層を形成することを特徴とする光電変換素子の作
製方法。
4. 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, which is produced by the method according to claim 1. A method for producing a photoelectric conversion element, characterized in that a dye is adsorbed on a semiconductor fine particle film to form the photosensitive layer.
【請求項5】 請求項4に記載の方法によって作製され
ることを特徴とする光電変換素子。
5. A photoelectric conversion element manufactured by the method according to claim 4.
【請求項6】 請求項5に記載の光電変換素子を含むこ
とを特徴とする光電池。
6. A photovoltaic cell comprising the photoelectric conversion element according to claim 5.
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