JP2004319130A - Manufacturing method of photoelectric transfer device, photoelectric transfer element, manufacturing method of electronic device, electronic device and forming method of semiconductor particulate layer and laminate structure - Google Patents

Manufacturing method of photoelectric transfer device, photoelectric transfer element, manufacturing method of electronic device, electronic device and forming method of semiconductor particulate layer and laminate structure Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a photoelectric transfer element in which a semiconductor electrode made of semiconductor particulates can be formed excellently on a metal oxide membrane while preventing elution of the metal oxide membrane, and at a low temperature process, and a photoelectric transfer element. <P>SOLUTION: In the photoelectric transfer element having a semiconductor electrode made of semiconductor particulates and a metal membrane to be a counter electrode, polyethylenedioxothiophene (PEDOT)/ polystyrene sulfonic acid (PSS) membrane 13 are formed by a spin coat on a transparent electrode 12 made of a metal oxide such as ITO, and then a semiconductor particulate layer 14 made of titanium oxide particulate or the like is formed by spin coating the semiconductor particulate dispersion solution. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光電変換素子の製造方法、光電変換素子、電子装置の製造方法、電子装置、半導体微粒子層の形成方法および積層構造体に関し、例えば、半導体微粒子からなる半導体電極を用いた湿式太陽電池に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
バンドギャップの大きな半導体を色素によって増感する色素増感型太陽電池はシリコンおよび化合物半導体からなる従来の太陽電池に取って代わる安価な太陽電池として有望であり、現在盛んに研究されている(非特許文献1)。
【非特許文献1】
Nature,353, p.737(1991)
【0003】
これまでの研究は主にセル効率を最大にすることに焦点が絞られていた。最近の研究では、グレッツェルらによって10%のエネルギー変換効率が報告されている(非特許文献2)。
【非特許文献2】
J.Am.Chem.Soc.114(1993)6382
【0004】
高効率を達成するには光エネルギーを十分に吸収する必要があり、色素が吸着する半導体表面を大きくするためにナノスケールの半導体微粒子からなる多孔質膜が用いられている。現在、半導体としてアナターゼ型酸化チタンが広く用いられているが、エネルギー効率を上げるためにはこれら微粒子間の電気的な接触を十分にする必要があり、焼成という高温処理(約450℃)が必要である。この焼成プロセスが必要なことが、フレキシブルな太陽電池を作製する際のネックとなっていた。つまり、フィルム電極に用いられる高分子材料はほとんどこのような高温に耐えられない。
【0005】
最近、太陽電池のポータブル化や壁や窓に張るだけという利用場所の拡張および利便性の向上を目指して太陽電池のフレキシブル化の研究が始まっている。従来の方法として、酸化チタンを有機溶媒に分散した液を用いてITO(インジウム−スズ複合酸化物)電極に電界をかけて電着する方法(非特許文献3)、キャストした酸化チタン微粒子膜に圧力をかけて圧着する方法(非特許文献4)、酸化チタンの原料であるTiCl、TiOSO、Ti(O−iPr)の水アルコール分散液を塗布した後、オートクレーブ中において100℃で24時間加熱する方法(非特許文献5)などがある。しかしながら、これらは、それぞれ電着装置や大型プレス機や大型オートクレーブなどを必要とし、生産性に問題がある。
【非特許文献3】
Chem.Lett.12(2002)1250
【非特許文献4】
Nano Lett.2(2001)97
【非特許文献5】
Chem.Lett.9(2002)874
【0006】
一方、表面活性剤を含まない酸化チタンコロイド溶液を塗布すると100℃の乾燥温度で良好な膜を得ることができるという報告(非特許文献6)がある。この方法によれば、高分子材料を用いたフィルム電極上に酸化チタン微粒子層を製膜することが可能と考えられる。
【非特許文献6】
Langmuir,16(2000)5626
【0007】
なお、有機導電性高分子化合物およびp型無機半導体を含有する液を塗布した透明導電材が提案されている(特許文献1)。また、ITOなどの導電性基質の被覆材としてPEDOT/PSSをコーティングすることが提案されている(特許文献2)。また、ITOを形成したガラス基板上にPEDOT/PSSをコーティングすることが提案されている(特許文献3)。
【特許文献1】
特開2002−93242号公報
【特許文献2】
特表2002−526801号公報
【特許文献3】
特表2002−508599号公報
【0008】
また、ITOがPEDOT/PSS水溶液に長時間濡れたままで放置しておくと、ITOがPEDOT/PSS水溶液の酸性で侵され、インジウムがPEDOT/PSS中に拡散するという報告がある(非特許文献7)。
【非特許文献7】
Appl.Phys.Lett.77(2000)2255
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献6の方法では、表面活性剤を含まない場合、酸化チタンコロイド溶液は強酸性下(pH<2)のみで安定であり、この条件では塗布される側のITO電極が溶出してしまうという問題があった。そのため、耐酸性に優れるフッ素ドープSnO(FTO)電極が用いられるが、高分子材料のフィルム上にFTOを形成することは困難であり、また、ITOに比べFTOは一般に電気抵抗が大きく太陽電池の電極として用いるには不利である。中性の酸化チタン微粒子分散液を用いることも考えられるが、この場合には酸化チタン微粒子同士の結合が起きにくく架橋が起こらないため、非常にもろい膜しか得られず、実用化は困難である。
【0010】
従って、この発明が解決しようとする課題は、金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極をその金属酸化物膜の溶出を防止しつつ、しかも低温プロセスで良好に形成することができる光電変換素子の製造方法および光電変換素子を提供することである。
【0011】
この発明が解決しようとする課題は、より一般的には、金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極をその金属酸化物膜の溶出を防止しつつ、しかも低温プロセスで良好に形成することができる電子装置の製造方法および電子装置を提供することである。
【0012】
この発明が解決しようとする課題は、さらに一般的には、金属酸化物膜上に半導体微粒子層をその金属酸化物膜の溶出を防止しつつ、しかも低温プロセスで良好に形成することができる半導体微粒子層の形成方法および積層構造体を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来技術が有する上記課題を解決すべく種々実験および検討を行った結果、ITOなどの金属酸化物膜上に酸化チタン微粒子層などの半導体微粒子層を形成する場合には、その金属酸化物膜上にまず水溶性導電性高分子(p型半導体)であるポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)/ポリスチレンスルホン酸(PSS)からなる膜を製膜し、その上に酸化チタン微粒子分散液などの半導体微粒子分散液などを用いて酸化チタン微粒子層などの半導体微粒子層を形成することにより、上記の課題を一挙に解決することができることを見い出した。さらに検討を行った結果、より一般的に、ポリチオフェンまたはその誘導体とポリスチレンスルホン酸などとからなる膜を金属酸化物膜上に製膜し、その上に酸化チタン微粒子層などの半導体微粒子層を形成しても同様な効果を得ることができるという結論に至った。
この発明は上記の検討に基づいて案出されたものである。
【0014】
すなわち、上記課題を解決するために、この発明の第1の発明は、
金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を有する光電変換素子の製造方法において、
金属酸化物膜上に、
【化18】

Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
【化19】
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に半導体電極を形成するようにした
ことを特徴とするものである。
【0015】
この発明の第2の発明は、
金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を有する光電変換素子において、
金属酸化物膜上に、
【化20】
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
【化21】
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に半導体電極を形成した
ことを特徴とするものである。
【0016】
第1および第2の発明において、ポリスチレンスルホン酸、RSOH、R´OSOH、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIは、ポリチオフェンまたはその誘導体に対してドーパントとなり、これらの化合物により導電性高分子が構成される。
【0017】
中間膜は、最も典型的には、
【化22】
Figure 2004319130
で示されるポリエチレンジオキシチオフェンと、
【化23】
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸とからなる、すなわちPEDOT/PSSからなる。この中間膜は、最も典型的には、
【化24】
Figure 2004319130
で示されるポリエチレンジオキシチオフェンと、
【化25】
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸イオンと、
【化26】
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸とを含む水溶液を用い、これを金属酸化物膜上にスピンコートすることなどにより製膜される。
【0018】
中間膜の厚さは、数nm程度であっても下地の金属酸化物膜に対する付着性およびこの中間膜に対する半導体微粒子層の付着性の向上を図ることが可能であるが、強酸に対する金属酸化物膜の保護作用を高める観点からは、好適には15nm以上、より好適には30nm以上、さらに好適には60nm以上とする。中間膜の厚さの上限は本質的には存在しないが、製膜コストの低減を図る観点より、好適には500nm以下、より好適には400nm以下とする。すなわち、中間膜の厚さは、好適には15nm以上500nm以下、より好適には30nm以上400nm以下、さらに好適には60nm以上400nm以下とする。
上記の中間膜は、半導体電極の対極となる白金膜などの金属膜の下地の金属酸化物膜に対する付着性の向上のために用いることもできる。
【0019】
金属酸化物膜は、例えば、In−Sn複合酸化物、SnO(フッ素ドープSnO(FTO)も含む)、TiOおよびZnOからなる群より選ばれた少なくとも一種類の金属酸化物からなり、典型的には透明電極として用いられる。
金属酸化物膜は、典型的には、導電性または非導電性の透明支持基板上に製膜される。この透明支持基板の材質は特に制限されず、透明であれば種々の基材を用いることができるが、光電変換素子外部から侵入する水分やガスの遮断性、耐溶剤性、耐候性などに優れているものが好ましい。この透明支持基板としては、具体的には、石英、ガラスなどの透明無機基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、テトラアセチルセルロース、ブロム化フェノキシ、アラミド類、ポリイミド類、ポリスチレン類、ポリアリレート類、ポリスルフォン類、ポリオレフィン類などの透明プラスチック基板が挙げられるが、これらに限定されるものではない。この透明支持基板としては、加工性、軽量性、フレキシビリティーなどを考慮すると、特にポリエチレンテレフタレートなどに代表される透明プラスチック基板を用いるのが好ましい。この透明支持基板の厚さは特に制限されず、光の透過率、光電変換素子の内部と外部との遮断性などによって自由に選択することができる。
【0020】
半導体電極を構成する半導体微粒子の材料としては、シリコンに代表される元素半導体のほかに、各種の化合物半導体、ペロブスカイト構造を有する化合物などを使用することができる。これらの半導体は、光励起下で伝導帯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。これらの半導体は、具体的に例示すると、TiO、ZnO、WO、Nb、TiSrO、SnOなどであり、これらのうちTiO、特にアナターゼ型結晶のTiOが光触媒活性の点から特に好ましい。このアナターゼ型TiOは市販の粉末、ゾル、スラリーでもよいし、あるいは酸化チタンアルコキシドを加水分解するなどの公知の方法によって所定の粒径のものを作ってもよい。半導体の種類はこれらに限定されるものではなく、これらの半導体を二種類以上混合して用いることもできる。
【0021】
半導体微粒子の粒径に特に制限はないが、一次粒子の平均粒径で1〜200nmが好ましく、特に好ましくは5〜100nmである。また、この平均粒径の半導体微粒子にこの平均粒径より大きい平均粒径の半導体微粒子を混合し、平均粒径の大きい半導体微粒子により入射光を散乱させ、量子収率を向上させることも可能である。この場合、別途混合する半導体微粒子の平均粒径は20〜500nmであることが好ましい。
【0022】
半導体微粒子からなる半導体電極の形成方法は、特に制限はないが、物性、利便性、製造コストなどを考慮した場合には湿式製膜法が好ましく、半導体微粒子の粉末あるいはゾルを水などの溶媒に均一分散し、導電性または非導電性の透明支持基板上に金属酸化物膜を形成した透明導電性基板上に塗布する方法が好ましい。塗布方法は特に制限はなく、公知の各種の方法を用いることができ、例えば、スピンコート法、ローラーコート法、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、ブレードコート法、グラビアコート法、また、湿式印刷方法としては、例えば、凸版、オフセット、グラビア、凹版、ゴム版、スクリーン印刷などの各種の方法を用いることができる。半導体微粒子として市販の粉末を使用する際には粒子の二次凝集を解消することが好ましく、塗布液調製時に乳鉢やボールミルなどを使用して粒子の粉砕を行うことが好ましい。このとき、二次凝集が解かれた粒子が再度凝集するのを防ぐため、アセチルアセトン、塩酸、硝酸、界面活性剤、キレート剤などを添加するのが好ましい。また、増粘の目的でポリエチレンオキシドやポリビニルアルコールなどの高分子、セルロース系の増粘剤などの各種増粘剤を添加することもできる。
【0023】
半導体微粒子に担持させる色素としては、増感作用を示すものであれば特に制限はないが、例えば、ローダミンB、ローズベンガル、エオシン、エリスロシンなどのキサンテン系色素、キノシアニン、クリプトシアニンなどのシアニン系色素、フェノサフラニン、カブリブルー、チオシン、メチレンブルーなどの塩基性染料、クロロフィル、亜鉛ポルフィリン、マグネシウムポルフィリンなどのポルフィリン系化合物、その他アゾ色素、フタロシアニン化合物、クマリン系化合物、Ruビピリジン錯化合物、アントラキノン系色素、多環キノン系色素などが挙げられる。この中でも、ルテニウム(Ru)ビピリジン錯化合物は量子収率が高く特に好ましいが、これに限定されるものではなく、単独もしくは2種類以上混合して用いることができる。
【0024】
上記色素の半導体微粒子層への担持方法に特に制限はなく、例えば上記色素をアルコール類、ニトリル類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ジメチルスルホキシド、アミド類、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、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素、水などの溶媒に溶解させ、その中に半導体微粒子層を浸漬し、もしくは色素溶液を半導体微粒子層に塗布する方法が一般的である。この場合、1半導体微粒子に対する色素分子の仕込み量は好ましくは1〜1000分子であり、1〜100分子がさらに好ましい。また、色素分子が半導体微粒子に対して大過剰に担持された場合、光エネルギーによって励起された電子が半導体微粒子に注入されず電解質を還元するためエネルギーロスの原因となる。従って、色素分子は半導体微粒子に対して単分子吸着が理想的な状態であり、必要に応じて担持させる温度や圧力を変化させることが可能である。色素同士の会合を低減する目的でデオキシコール酸などのカルボン酸類を添加してもよい。また紫外線吸収剤を併用することもできる。
【0025】
過剰に吸着した色素の除去を促進する目的で、色素が吸着した後にアミン類を用いて半導体微粒子層の表面を処理してもよい。アミン類の例としては、ピリジン、4−tert−ブチルピリジン、ポリビニルピリジンなどが挙げられ、これらが液体の場合はそのまま用いてもよいし有機溶媒に溶解して用いてもよい。
【0026】
対極は導電性物質であれば任意のものを用いることができるが、絶縁性の物質でも、半導体電極に面している側に導電層が設置されていれば、これも使用可能である。ただし、電気化学的に安定である材料を電極材料として用いることが好ましく、具体的には、白金、金、導電性高分子、カーボンなどを用いることが望ましい。また、酸化還元の触媒効果を向上させる目的で、半導体層に面している側は微細構造で表面積が増大していることが好ましく、例えば、白金であれば白金黒状態に、カーボンであれば多孔質状態になっていることが望まれる。白金黒状態は、白金の陽極酸化法、塩化白金酸処理などによって、また、多孔質状態のカーボンは、カーボン微粒子の焼結や有機ポリマーの焼成などの方法により形成することができる。
【0027】
電解質は、ヨウ素(I)と金属ヨウ化物もしくは有機ヨウ化物との組み合わせ、臭素(Br)と金属臭化物あるいは有機臭化物との組み合わせのほか、フェロシアン酸塩/フェリシアン酸塩やフェロセン/フェリシニウムイオンなどの金属錯体、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などのイオウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノン/キノンなどを用いることができる。上記金属化合物のカチオンとしては、Li、Na、K、Mg、Ca、Csなど、上記有機化合物のカチオンとしては、テトラアルキルアンモニウム類、ピリジニウム類、イミダゾリウム類などの4級アンモニウム化合物が好ましいが、これらに限定されるものではなく、これらを2種類以上混合して用いることもできる。この中でも、Iと、LiI、NaIやイミダゾリウムヨーダイドなどの4級アンモニウム化合物とを組み合わせた電解質が好適である。電解質塩の濃度は溶媒に対して0.05〜5Mが好ましく、さらに好ましくは0.2〜1Mである。IやBrの濃度は0.0005〜1Mが好ましく、さらに好ましくは0.0001〜0.1Mである。また、開放電圧、短絡電流を向上させる目的で、4−tert−ブチルピリジンやカルボン酸などの各種添加剤を加えることもできる。
【0028】
上記電解質組成物を構成する溶媒として水、アルコール類、エーテル類、エステル類、炭酸エステル類、ラクトン類、カルボン酸エステル類、リン酸トリエステル類、複素環化合物類、ニトリル類、ケトン類、アミド類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、ジメチルスルホキシド、スルフォラン、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、炭化水素などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、単独もしくは2種類以上混合して用いることができる。また、溶媒としてテトラアルキル系、ピリジニウム系、イミダゾリウム系4級アンモニウム塩の室温イオン性液体を用いることも可能である。
【0029】
光電変換素子の漏液、電解質の揮発を低減する目的で、上記電解質組成物へゲル化剤、ポリマー、架橋モノマーなどを溶解させ、ゲル状電解質として使用することも可能である。ゲルマトリクスと電解質組成物との比率は、電解質組成物が多ければイオン導電率は高くなるが、機械的強度は低下する。また、逆に電解質組成物が少な過ぎると機械的強度は大きいがイオン導電率は低下するため、電解質組成物はゲル状電解質の50〜99wt%が望ましく、80〜97wt%がより好ましい。また、上記電解質と可塑剤とを用いてポリマーに溶解させ、可塑剤を揮発除去することで全固体型の光電変換素子を実現することも可能である。
【0030】
光電変換素子の製造方法は特に限定されないが、例えば電解質組成物が液状、もしくは光電変換素子内部でゲル化させることが可能であり、導入前は液状の電解質組成物の場合、色素を担持させた半導体電極と対極とを向かい合わせ、これらの電極が互いに接しないように半導体電極が形成されていない基板部分を封止する。このとき、半導体電極と対極との隙間に特に制限はないが、通常1〜100μmであり、より好ましくは1〜50μmである。この電極間の距離が長すぎると、導電率の低下から光電流が減少してしまう。封止方法は特に制限されないが、対光性、絶縁性、防湿性を備えた材料が好ましく、種々の溶接法、エポキシ樹脂、紫外線硬化樹脂、アクリル系接着剤、EVA(エチレンビニルアセテート) 、アイオノマー樹脂、セラミック、熱融着フィルムなどを用いることができる。また、電解質組成物の溶液を注液する注入口が必要であるが、色素を担持した半導体電極およびそれに対向する部分の対極上でなければ、注入口の場所は特に限定されない。注液方法に特に制限はないが、予め封止され、溶液の注入口を開けられた上記セルの内部に注液を行う方法が好ましい。この場合、注入口に溶液を数滴垂らし、毛細管現象により注液する方法が簡便である。また、必要に応じて減圧もしくは加熱下で注液の操作を行うこともできる。完全に溶液が注入された後、注入口に残った溶液を除去し、注入口を封止する。この封止方法にも特に制限はないが、必要であればガラス板やプラスチック基板などを封止剤で貼り付けて封止することもできる。また、ポリマーなどを用いたゲル状電解質、全固体型の電解質の場合、色素を担持した半導体電極上で電解質組成物と可塑剤とを含むポリマー溶液をキャスト法により揮発除去させる。可塑剤を完全に除去した後、上記方法と同様に封止を行う。この封止は真空シーラーなどを用いて、不活性ガス雰囲気下、もしくは減圧中で行うことが好ましい。封止を行った後、電解質を半導体微粒子層へ十分に含侵させるため、必要に応じて加熱、加圧の操作を行うことも可能である。
光電変換素子はその用途に応じて様々な形状で作製することが可能であり、その形状は特に限定されない。
光電変換素子は、最も典型的には、色素増感湿式光電変換素子(特に、色素増感湿式太陽電池)である。
【0031】
金属酸化物膜上に上記のような中間膜を製膜し、この中間膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を形成する上記の方法は、光電変換素子のみならず、金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を形成する電子装置全般あるいは金属酸化物膜上に半導体微粒子層を形成する場合にも同様に適用することができるものである。
【0032】
そこで、この発明の第3の発明は、
金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を有する電子装置の製造方法において、
金属酸化物膜上に、
【化27】
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
【化28】
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に半導体電極を形成するようにした
ことを特徴とするものである。
【0033】
この発明の第4の発明は、
金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を有する電子装置において、
金属酸化物膜上に、
【化29】
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
【化30】
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に半導体電極を形成した
ことを特徴とするものである。
【0034】
この発明の第5の発明は、
金属酸化物膜上に半導体微粒子層を形成するようにした半導体微粒子層の形成方法において、
金属酸化物膜上に、
【化31】
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
【化32】
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に半導体微粒子層を形成するようにした
ことを特徴とするものである。
【0035】
この発明の第6の発明は、
金属酸化物膜上に半導体微粒子層を形成した積層構造体において、
金属酸化物膜上に、
【化33】
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
【化34】
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に半導体微粒子層を形成した
ことを特徴とするものである。
【0036】
第1および第2の発明に関連して述べた上記のことは、その性質に反しない限り、第3〜第6の発明においても同様に成立する。電子装置には、光電変換素子のほか、半導体微粒子からなる半導体電極を用いる各種の半導体装置などが含まれる。
【0037】
上述のように構成されたこの発明によれば、金属酸化物膜上にポリチオフェンまたはその誘導体とポリスチレンスルホン酸などとからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に酸化チタン微粒子層などの半導体微粒子層を形成するようにしているため、金属酸化物膜に対するこの中間膜の付着性およびこの中間膜に対する半導体微粒子層の付着性とも極めて良好であることにより、この半導体微粒子層を金属酸化物膜上に直接形成する場合に比べて、半導体微粒子層の付着性の大幅な向上を図ることができる。また、強酸性の半導体微粒子分散液を用いて金属酸化物膜上に半導体微粒子層を形成する場合、この中間膜が強酸に対して保護層として働くことにより、金属酸化物膜の溶出を防止することができる。さらに、この中間膜は導電性高分子からなり導電性を有するため、半導体電極と金属酸化物膜との導通を良好に保つことができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
図1〜図5はこの発明の一実施形態による色素増感型湿式太陽電池の製造方法を示す。
【0039】
この一実施形態においては、まず、図1に示すように、透明基板11上にITOなどの金属酸化物からなる透明電極12を形成したものを用意する。
次に、図2に示すように、この透明電極12上にPEDOT/PSS膜13を製膜する。このPEDOT/PSS膜13の厚さは例えば30〜400nmとする。このPEDOT/PSS膜13を製膜するには、例えば、PEDOT/PSS水溶液を透明電極12上にスピンコートした後、これを加熱して水分を蒸発させ、固化する。
【0040】
次に、図3に示すように、このPEDOT/PSS膜13上に、増感色素を担持した半導体微粒子層14を形成する。この増感色素を担持した半導体微粒子層14は例えば次のようにして形成することができる。すなわち、まず、半導体微粒子が分散されたコロイド溶液をスピンコートした後、透明基板11の耐熱温度以下の温度、例えば100〜140℃の温度で加熱することにより溶媒を蒸発させて乾燥を行う。これによって、半導体微粒子層14が形成される。この後、この半導体微粒子層14を色素溶液に浸漬するなどにより色素を担持させる。
【0041】
一方、図4に示すように、透明基板15上にITOなどの金属酸化物からなる透明電極16を形成したものを用意し、この透明電極16上に上記と同様にしてPEDOT/PSS膜17を製膜する。このPEDOT/PSS膜17の厚さは例えば30〜400nmとする。この後、このPEDOT/PSS膜17上に対極として白金膜18を製膜する。
【0042】
次に、図5に示すように、透明電極12、PEDOT/PSS膜13および半導体微粒子層14を形成した透明基板11と透明電極16、PEDOT/PSS膜17および白金膜18を形成した透明基板15とを、半導体微粒子層14と白金膜18とが所定の間隔を持って互いに対向するように配置するとともに、所定の封止部材を用いて電解質層が封入される空間を作り、この空間に、予め形成された注液口から電解質層19を注入する。その後、この注液口を塞ぐ。これによって、色素増感型湿式太陽電池が製造される。
【0043】
次に、この色素増感型湿式太陽電池の動作について説明する。
図6に示すように、透明基板11側からこの透明基板11を透過して入射した光は、半導体微粒子層14の表面に担持された増感色素を励起して電子を発生する。この電子は速やかに増感色素から半導体微粒子層14の半導体微粒子に渡される。一方、電子を失った増感色素は、電解質層19のイオンから電子を受け取り、電子を渡したイオンは、再び対極の白金膜18で電子を受け取る。この一連の過程により、半導体微粒子層14とPEDOT/PSS膜13を介して電気的に接続された透明電極12と白金膜18との間に起電力が発生する。このようにして光電変換が行われる。
【0044】
以上のように、この一実施形態によれば、ITOなどの金属酸化物からなる透明電極12上にまずPEDOT/PSS膜13を製膜した後、その上に半導体微粒子分散液を用いて半導体微粒子層14を形成していることにより、透明電極12上に半導体微粒子層14を直接形成する場合に比べて、半導体微粒子層14の付着性を大幅に向上させることができ、それによって半導体微粒子層14は極めて剥がれにくくなり、割れも起こりにくくなる。また、強酸性の半導体微粒子分散液を用いて半導体微粒子層14を形成する場合、PEDOT/PSS膜13が透明電極12の保護層として働くため、強酸による透明電極12の溶出を防止することができる。また、半導体微粒子層14が例えば酸化チタン微粒子層である場合、酸化チタンはn型半導体であるのに対し、PEDOT/PSS膜13はp型半導体であり、このことからすると透明電極12と半導体微粒子層14との間にPEDOT/PSS膜13を挿入することはエネルギーダイアグラム的には不利に働くと考えられるにもかかわらず、実験結果によると、PEDOT/PSS膜13を挿入することにより、かえって透明電極12と半導体微粒子層14との導通を良好に取ることができ、色素増感型湿式太陽電池の光電変換効率の大幅な向上を図ることができる。さらに、PEDOT/PSS膜13は、上記のスピンコート法やローラーコート法などにより低温プロセスで容易に製膜することができる。
【0045】
また、この一実施形態によれば、対極側についても、ITOなどの金属酸化物からなる透明電極16上にまずPEDOT/PSS膜17を製膜した後、その上に対極として白金膜18を製膜していることにより、透明電極16上に白金膜18を直接製膜する場合に比べて、白金膜18の付着性を大幅に向上させることができ、それによって白金膜18は極めて剥がれにくくなる。このため、対極としての白金膜18の耐久性が大幅に向上し、ひいては色素増感型湿式太陽電池の耐久性、信頼性および寿命の大幅な向上を図ることができる。また、白金膜18の下地はPEDOT/PSS膜17であるので、白金膜18の異種金属による汚染の問題がない。さらに、上記のようにPEDOT/PSS膜17は導電性高分子であるため、透明電極16と白金膜18との電気的接触も良好に保つことができ、色素増感型湿式太陽電池の動作を良好に行うことができる。
【0046】
さらに、透明基板11、15としてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムなどのフレキシブルな透明プラスチック基板を用いることにより、フレキシブルな色素増感型湿式太陽電池を実現することができ、ポータブル化や壁や窓に張るだけという色素増感型湿式太陽電池の利用場所の拡張および利便性の大幅な向上を図ることができる。
【0047】
【実施例】
色素増感型湿式太陽電池の製造方法の実施例について説明する。
実施例1
まず、透明基板11および透明電極12として、厚さ120μmのPETフィルム上に厚さ300nmのITO膜を真空蒸着したものを準備する。このITO付きPETフィルムのシート抵抗は10〜30Ω/□である。この後、このITO付きPETフィルムを25mm角にカットする。
【0048】
次に、このITO膜からなる透明電極12の表面を順に純水中、イソプロパノール中にて15分間超音波洗浄して脱脂した後、窒素気流下で乾燥する。
次に、このITO膜からなる透明電極12上に次のようにしてPEDOT/PSS膜13を製膜する。まず、透明電極12を形成した透明基板11、すなわちITO付きPETフィルムをガラス基板上に固定し、ガラス基板ごとスピンコーターに設置する。次に、このITO付きPETフィルム上にPEDOT/PSSの1.3wt%水溶液を展開し、最初の5秒間は毎分500回転で、続く30秒間は毎分5000回転でスピンコートする。この後、このスピンコート後のITO付きPETフィルムを120℃に加熱したホットプレート上に置き、そのまま30分間乾燥させる。なお、非特許文献7ではITOがPEDOT/PSS水溶液に長時間濡れたままで放置しておくと、ITOがPEDOT/PSS水溶液の酸性で侵され、インジウムがPEDOT/PSS中に拡散すると報告されているが、ここでは電気伝導度測定からITOからなる透明電極12に大きな変化がないことが確認されている。
【0049】
乾燥後、第一層としてTi(O−iPr)の2%トルエン溶液を上記のPEDOT/PSS水溶液と同条件でスピンコートし、120℃で30分間乾燥を行った。続いて、非特許文献6の方法により得られる、酸化チタン濃度が10%に調製された酸化チタンコロイド溶液をスピンコートし、120℃で30分間乾燥する作業を5回繰り返した。このようにして、酸化チタン微粒子からなる半導体微粒子層14を形成した。得られた半導体微粒子層14の厚さは約3〜5μmであった。
【0050】
一方、透明基板15および透明電極16として、厚さ120μmのPETフィルム上に厚さ300nmのITO膜を真空蒸着したものを準備する。このITO付きPETフィルムのシート抵抗は10〜30Ω/□である。この後、このITO付きPETフィルムを25mm角にカットする。次に、このITO膜の表面を順に純水中、イソプロパノール中にて15分間超音波洗浄して脱脂した後、窒素気流下で乾燥する。
【0051】
次に、ITO膜からなる透明電極16上に上記と同様にしてPEDOT/PSS膜17を作製する。
次に、このPEDOT/PSS膜17上にスパッタリング法により白金膜18を製膜する。この白金膜18の厚さは40nmとした。
次に、酸化チタン微粒子からなる半導体微粒子層14が形成されたPETフィルムをルテニウム色素(Ruthenium(2,2’−bipyridyl−4,4’−dicarboxylate)(NCS))のエタノール溶液(ルテニウム色素(0.5mM):デオキシコール酸(20mM))に一晩浸漬し、半導体微粒子層14に増感色素を担持させた後、これを取り出してエタノールですすぎ、すぐに太陽電池を組み立てる。
【0052】
太陽電池の組み立ては次の手順で行った。まず、白金膜18が形成された透明基板15と酸化チタン微粒子からなる半導体微粒子層14が形成された透明導電性基板11とを、白金膜18と半導体微粒子層14とが幅5mmのコの字型のポリテトラフルオロエチレン製スペーサー(厚さ0.3mm)を挟んで互いに対向するように保持し、その外周を厚さ30μmのEVAフィルムとエポキシ樹脂とにより封止することで、電解質層を注入する空間を形成する。次に、この空間に予め形成された注液口から電解質層19を注入する。電解質層19としては、LiI(0.5M)、ヨウ素(0.05M)、tert−ブチルピリジン(0.5M)のプロピレンカーボネート/エチレンカーボネート(1/1)溶液を用いた。その後、注液口を塞ぐ。以上のようにして色素増感型湿式太陽電池を得た。
【0053】
実施例2
実施例2では、酸化チタン微粒子からなる半導体微粒子層14を以下のようにして形成すること以外は上記の実施例1と同様にして色素増感型湿式太陽電池を作製した。
すなわち、実施例2では、まず、非特許文献6の方法により得られる、酸化チタン濃度が10%に調製された酸化チタンコロイド溶液(100mL)にこのコロイド溶液中の酸化チタンと等量になるように粒子サイズがより大きいアナターゼ型酸化チタン粉末を混合し、これを容量250mLのジルコニアポットに100gのジルコニアビーズとともに入れ、3時間遊星型ボールミルで分散した。この後、この溶液からビーズを濾過して除き、白色の酸化チタン分散液を得た。
【0054】
次に、PEDOT/PSS膜13上に、上記の酸化チタン濃度が10%に調製された酸化チタンコロイド溶液を1層スピンコートした後、上記のようにして得た酸化チタン分散液を3層スピンコートした。ただし、各スピンコート後に120℃で30分間乾燥を行った。
【0055】
比較例1
比較例1では、透明電極12上にPEDOT/PSS膜13を製膜しないで酸化チタン微粒子からなる半導体微粒子層14を形成し、透明電極16上にPEDOT/PSS膜17を製膜しないで白金膜18を形成すること以外は上記の実施例1と同様にして色素増感型湿式太陽電池を作製した。
【0056】
比較例2
比較例2では、市販のアナターゼ型酸化チタンを用いて非特許文献3の方法により透明電極12上に直接電着を行うことにより酸化チタン微粒子からなる半導体微粒子層14を形成し、透明電極16上にPEDOT/PSS膜17を製膜しないで白金膜18を製膜すること以外は上記の実施例1と同様にして色素増感型湿式太陽電池を作製した。
【0057】
実施例1、2および比較例1、2について、酸化チタン微粒子からなる半導体微粒子層14の観察を行ったところ、PEDOT/PSS膜13を製膜しないで半導体微粒子層14を形成した比較例1の試料では全面に割れが発生し、一部剥がれも生じたが、PEDOT/PSS膜13を製膜してから酸化チタン微粒子からなる半導体微粒子層14を形成した実施例1、2の試料では割れも剥がれもない良好なものであった。電着により半導体微粒子層14を形成した比較例2の試料では、白い膜状の半導体微粒子層14が得られたが、その膜の状態および付着性は良好であった。また、PEDOT/PSS膜13を製膜してから白金膜18を製膜した実施例1、2の試料では、この白金膜18についても剥がれがなかった。
【0058】
図7および表1に、実施例1および比較例1、2の太陽電池特性の評価を行った結果を示す。ただし、光源としてソーラーシミュレーター(USHIO Optical Modulex、500Wキセノンショートアークランプ、AM1.5(83.2mW/cm))を用いて評価を行った。
【0059】
Figure 2004319130
【0060】
図7および表1より、実施例1は比較例1と比べて明らかに良好な太陽電池特性を有しており、比較例2と比べても非常に良好な開放電圧、短絡電流密度および光電変換効率を示し、フィルファクターもほぼ同等であることが分かる。
実施例2については、実施例1よりさらに優れた太陽電池特性が得られた。これは、酸化チタンコロイド溶液に粒子サイズがより大きいアナターゼ型酸化チタン粉末を分散した高粒子濃度の半導体微粒子分散液を用いて半導体微粒子層14を形成したことにより、アナターゼ型酸化チタン粉末を分散しない半導体微粒子分散液を用いて半導体微粒子層14を形成した実施例1よりも、半導体微粒子層14がポーラスな構造をしていることを反映したものと考えられる。
【0061】
以上、この発明の一実施形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、プロセスなどを用いてもよい。
【0062】
具体的には、例えば、上述の実施形態および実施例においては、半導体微粒子層14を形成した後にこれを色素溶液に浸漬することによりその半導体微粒子に色素を担持させているが、半導体微粒子に予め色素が担持されたペーストを塗布するようにしてもよい。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、金属酸化物膜上にポリチオフェンまたはその誘導体とポリスチレンスルホン酸などとからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に半導体微粒子からなる半導体電極あるいは半導体微粒子層を形成するようにしていることにより、金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極あるいは半導体微粒子層をその金属酸化物膜の溶出を防止しつつ、しかも低温プロセスで良好に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態による色素増感型湿式太陽電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図2】この発明の一実施形態による色素増感型湿式太陽電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図3】この発明の一実施形態による色素増感型湿式太陽電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図4】この発明の一実施形態による色素増感型湿式太陽電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図5】この発明の一実施形態による色素増感型湿式太陽電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図6】この発明の一実施形態による色素増感型湿式太陽電池の動作を説明するための断面図である。
【図7】この発明の一実施形態による色素増感型湿式太陽電池の特性の測定結果を示す略線図である。
【符号の説明】
11、15…透明基板、12、16…透明電極、13、17…PEDOT/PSS膜、14…半導体微粒子層、18…白金膜、19…電解質層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion element, a method for manufacturing a photoelectric conversion element, an electronic device, an electronic device, a method for forming a semiconductor fine particle layer, and a laminated structure. For example, a wet solar cell using a semiconductor electrode made of semiconductor fine particles It is suitable for application to.
[0002]
[Prior art]
Dye-sensitized solar cells that sensitize semiconductors with large band gaps with dyes are promising as inexpensive solar cells that can replace conventional solar cells made of silicon and compound semiconductors, and are being actively studied (non- Patent Document 1).
[Non-patent document 1]
Nature, 353, p. 737 (1991)
[0003]
Previous work has focused primarily on maximizing cell efficiency. In a recent study, a 10% energy conversion efficiency was reported by Gretzel et al. (Non-Patent Document 2).
[Non-patent document 2]
J. Am. Chem. Soc. 114 (1993) 6382
[0004]
In order to achieve high efficiency, it is necessary to sufficiently absorb light energy, and a porous film made of nanoscale semiconductor fine particles is used in order to enlarge the semiconductor surface on which the dye is adsorbed. At present, anatase-type titanium oxide is widely used as a semiconductor, but in order to increase energy efficiency, it is necessary to make sufficient electrical contact between these fine particles, and a high-temperature treatment of firing (about 450 ° C.) is required. It is. The necessity of this firing process has been a bottleneck in producing a flexible solar cell. That is, the polymer material used for the film electrode can hardly withstand such a high temperature.
[0005]
Recently, research on flexible solar cells has been started with the aim of making the solar cells portable, expanding the use place where the solar cells are merely attached to walls and windows, and improving convenience. As a conventional method, a method in which an electric field is applied to an ITO (indium-tin composite oxide) electrode by using a liquid in which titanium oxide is dispersed in an organic solvent and electrodeposition is performed (Non-patent document 3). Pressure bonding method (Non-Patent Document 4), TiCl which is a raw material of titanium oxide4, TiOSO4, Ti (O-iPr)4And then heating in an autoclave at 100 ° C. for 24 hours (Non-Patent Document 5). However, these require an electrodeposition apparatus, a large press machine, a large autoclave, and the like, and have a problem in productivity.
[Non-Patent Document 3]
Chem. Lett. 12 (2002) 1250
[Non-patent document 4]
Nano Lett. 2 (2001) 97
[Non-Patent Document 5]
Chem. Lett. 9 (2002) 874
[0006]
On the other hand, there is a report that a good film can be obtained at a drying temperature of 100 ° C. by applying a titanium oxide colloid solution containing no surfactant (Non-Patent Document 6). According to this method, it is considered that a titanium oxide fine particle layer can be formed on a film electrode using a polymer material.
[Non-Patent Document 6]
Langmuir, 16 (2000) 5626.
[0007]
A transparent conductive material coated with a liquid containing an organic conductive polymer compound and a p-type inorganic semiconductor has been proposed (Patent Document 1). Further, it has been proposed to coat PEDOT / PSS as a coating material for a conductive substrate such as ITO (Patent Document 2). Further, it has been proposed to coat PEDOT / PSS on a glass substrate on which ITO is formed (Patent Document 3).
[Patent Document 1]
JP-A-2002-93242
[Patent Document 2]
JP 2002-526801 A
[Patent Document 3]
JP 2002-508599 A
[0008]
Also, there is a report that if ITO is left wet for a long time in the PEDOT / PSS aqueous solution, the ITO is attacked by the acidity of the PEDOT / PSS aqueous solution and indium diffuses into the PEDOT / PSS (Non-Patent Document 7). ).
[Non-Patent Document 7]
Appl. Phys. Lett. 77 (2000) 2255
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the method of Non-Patent Document 6, when no surfactant is contained, the titanium oxide colloid solution is stable only under strong acidity (pH <2), and under these conditions, the ITO electrode on the coated side elutes. There was a problem that would. For this reason, a fluorine-doped SnO (FTO) electrode having excellent acid resistance is used, but it is difficult to form the FTO on a polymer material film. It is disadvantageous for use as an electrode. It is also conceivable to use a neutral titanium oxide fine particle dispersion liquid, but in this case, since the titanium oxide fine particles hardly bond to each other and no cross-linking occurs, only a very fragile film is obtained, and practical use is difficult. .
[0010]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a photoelectric conversion device capable of forming a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles on a metal oxide film in a low-temperature process while preventing elution of the metal oxide film. An object of the present invention is to provide an element manufacturing method and a photoelectric conversion element.
[0011]
The problem to be solved by the present invention is, more generally, to form a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles on a metal oxide film satisfactorily by a low-temperature process while preventing elution of the metal oxide film. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an electronic device and an electronic device that can perform the method.
[0012]
The problem to be solved by the present invention is, more generally, a semiconductor capable of forming a semiconductor fine particle layer on a metal oxide film while preventing the metal oxide film from being eluted and at the same time favorably forming the semiconductor fine particle layer by a low-temperature process. An object of the present invention is to provide a method for forming a fine particle layer and a laminated structure.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor conducted various experiments and studies to solve the above-mentioned problems of the prior art. As a result, when a semiconductor fine particle layer such as a titanium oxide fine particle layer is formed on a metal oxide film such as ITO, First, a film made of polyethylenedioxythiophene (PEDOT) / polystyrenesulfonic acid (PSS), which is a water-soluble conductive polymer (p-type semiconductor), is formed on the metal oxide film, and a titanium oxide fine particle dispersion is formed thereon. It has been found that the above problems can be solved at once by forming a semiconductor fine particle layer such as a titanium oxide fine particle layer using a semiconductor fine particle dispersion liquid. As a result of further study, more generally, a film composed of polythiophene or a derivative thereof and polystyrene sulfonic acid was formed on a metal oxide film, and a semiconductor fine particle layer such as a titanium oxide fine particle layer was formed thereon. It was concluded that a similar effect could be obtained.
The present invention has been made based on the above study.
[0014]
That is, in order to solve the above problems, the first invention of the present invention is:
In a method for manufacturing a photoelectric conversion element having a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Embedded image
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Embedded image
Figure 2004319130
Polystyrenesulfonic acid represented by the formula: RSO3H (where R = alkyl, aryl), R'OSO3H (R '= H, alkyl, aryl), HCl, HClO4, HPF6, HBF4And HI5An intermediate film made of at least one compound selected from the group consisting of was formed, and a semiconductor electrode was formed on the intermediate film.
It is characterized by the following.
[0015]
According to a second aspect of the present invention,
In a photoelectric conversion element having a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Embedded image
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Embedded image
Figure 2004319130
Polystyrenesulfonic acid represented by the formula: RSO3H (where R = alkyl, aryl), R'OSO3H (R '= H, alkyl, aryl), HCl, HClO4, HPF6, HBF4And HI5An intermediate film comprising at least one compound selected from the group consisting of was formed, and a semiconductor electrode was formed on the intermediate film.
It is characterized by the following.
[0016]
In the first and second inventions, polystyrene sulfonic acid, RSO3H, R'OSO3H, HCl, HClO4, HPF6, HBF4And HI5Becomes a dopant for polythiophene or a derivative thereof, and these compounds constitute a conductive polymer.
[0017]
The interlayer most typically comprises
Embedded image
Figure 2004319130
Represented by polyethylene dioxythiophene,
Embedded image
Figure 2004319130
, Ie, PEDOT / PSS. This interlayer most typically comprises
Embedded image
Figure 2004319130
Represented by polyethylene dioxythiophene,
Embedded image
Figure 2004319130
And a polystyrene sulfonate ion represented by
Embedded image
Figure 2004319130
And an aqueous solution containing polystyrene sulfonic acid represented by the formula (1), and spin-coating this on a metal oxide film.
[0018]
Even if the thickness of the intermediate film is about several nm, it is possible to improve the adhesion to the underlying metal oxide film and the adhesion of the semiconductor fine particle layer to the intermediate film, but the metal oxide to a strong acid can be improved. From the viewpoint of enhancing the protective effect of the film, the thickness is preferably 15 nm or more, more preferably 30 nm or more, and still more preferably 60 nm or more. Although the upper limit of the thickness of the intermediate film does not essentially exist, it is preferably 500 nm or less, more preferably 400 nm or less, from the viewpoint of reducing the film formation cost. That is, the thickness of the intermediate film is preferably 15 nm or more and 500 nm or less, more preferably 30 nm or more and 400 nm or less, and still more preferably 60 nm or more and 400 nm or less.
The above-mentioned intermediate film can also be used for improving the adhesion of a metal film such as a platinum film serving as a counter electrode of a semiconductor electrode to a metal oxide film underlying the metal film.
[0019]
The metal oxide film is, for example, an In—Sn composite oxide, SnO2(Fluorine-doped SnO2(Including FTO)), TiO2And at least one type of metal oxide selected from the group consisting of ZnO and typically used as a transparent electrode.
The metal oxide film is typically formed on a conductive or non-conductive transparent support substrate. The material of the transparent support substrate is not particularly limited, and various substrates can be used as long as they are transparent. Are preferred. As the transparent support substrate, specifically, a transparent inorganic substrate such as quartz and glass, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyphenylene sulfide, polyvinylidene fluoride, tetraacetyl cellulose, brominated phenoxy , Aramids, polyimides, polystyrenes, polyarylates, polysulfones, polyolefins, and the like, but are not limited thereto. As the transparent support substrate, it is preferable to use a transparent plastic substrate typified by polyethylene terephthalate or the like in consideration of workability, lightness, flexibility, and the like. The thickness of the transparent support substrate is not particularly limited, and can be freely selected depending on the light transmittance, the shielding property between the inside and the outside of the photoelectric conversion element, and the like.
[0020]
As the material of the semiconductor fine particles constituting the semiconductor electrode, various compound semiconductors, compounds having a perovskite structure, and the like can be used in addition to elemental semiconductors represented by silicon. These semiconductors are preferably n-type semiconductors in which conduction band electrons serve as carriers under photoexcitation to give an anode current. These semiconductors are specifically exemplified by TiO.2, ZnO, WO3, Nb2O5, TiSrO3, SnO2Among these, TiO2Especially anatase type TiO2Is particularly preferred from the viewpoint of photocatalytic activity. This anatase type TiO2May be a commercially available powder, sol, or slurry, or may be made to have a predetermined particle size by a known method such as hydrolysis of titanium oxide alkoxide. The type of semiconductor is not limited to these, and two or more of these semiconductors can be used in combination.
[0021]
Although there is no particular limitation on the particle diameter of the semiconductor fine particles, the average particle diameter of the primary particles is preferably from 1 to 200 nm, particularly preferably from 5 to 100 nm. It is also possible to mix semiconductor fine particles having an average particle diameter larger than the average particle diameter with the semiconductor fine particles having the average particle diameter, and to scatter incident light by the semiconductor fine particles having a larger average particle diameter to improve the quantum yield. is there. In this case, the average particle size of the semiconductor fine particles separately mixed is preferably 20 to 500 nm.
[0022]
The method for forming a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles is not particularly limited, but in consideration of physical properties, convenience, production costs, and the like, a wet film forming method is preferable, and a powder or sol of semiconductor fine particles is dissolved in a solvent such as water. A method of uniformly dispersing and applying on a transparent conductive substrate having a metal oxide film formed on a conductive or non-conductive transparent support substrate is preferable. The coating method is not particularly limited, and various known methods can be used.For example, spin coating, roller coating, dipping, spraying, wire bar, blade coating, gravure coating, and wet coating can be used. As a printing method, for example, various methods such as letterpress, offset, gravure, intaglio, rubber plate, screen printing, and the like can be used. When a commercially available powder is used as the semiconductor fine particles, it is preferable to eliminate secondary agglomeration of the particles, and it is preferable to grind the particles using a mortar or a ball mill at the time of preparing a coating solution. At this time, it is preferable to add acetylacetone, hydrochloric acid, nitric acid, a surfactant, a chelating agent, and the like in order to prevent the particles having undergone secondary aggregation from being aggregated again. Further, for the purpose of thickening, various thickeners such as a polymer such as polyethylene oxide and polyvinyl alcohol, and a cellulose-based thickener can also be added.
[0023]
The dye to be supported on the semiconductor fine particles is not particularly limited as long as it exhibits a sensitizing effect. Examples thereof include xanthene dyes such as rhodamine B, rose bengal, eosin, and erythrosine; cyanine dyes such as quinocyanine and cryptocyanine. Basic dyes such as phenosafuranine, cabrio blue, thiosine, and methylene blue; porphyrin compounds such as chlorophyll, zinc porphyrin, and magnesium porphyrin; other azo dyes; phthalocyanine compounds; coumarin compounds; Ru bipyridine complex compounds; anthraquinone dyes; Ring quinone dyes and the like can be mentioned. Among them, the ruthenium (Ru) bipyridine complex compound is particularly preferable because of its high quantum yield, but is not limited thereto, and may be used alone or in combination of two or more.
[0024]
The method for supporting the dye on the semiconductor fine particle layer is not particularly limited. For example, the dye may be alcohols, nitriles, nitromethane, halogenated hydrocarbons, ethers, dimethyl sulfoxide, amides, N-methylpyrrolidone, 1,3 -Dissolve in a solvent such as dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, esters, carbonates, ketones, hydrocarbons, and water, and immerse the semiconductor fine particle layer therein, or apply a dye solution to the semiconductor fine particle layer. The method of applying is common. In this case, the charged amount of the dye molecules per one semiconductor fine particle is preferably 1 to 1000 molecules, and more preferably 1 to 100 molecules. When the dye molecules are carried in a large excess with respect to the semiconductor fine particles, electrons excited by light energy are not injected into the semiconductor fine particles and reduce the electrolyte, thereby causing energy loss. Therefore, the dye molecules are ideally adsorbed on the semiconductor fine particles in the form of a single molecule, and the temperature and pressure at which the dye molecules are supported can be changed as necessary. A carboxylic acid such as deoxycholic acid may be added for the purpose of reducing the association between the dyes. Also, an ultraviolet absorber can be used in combination.
[0025]
For the purpose of promoting the removal of the excessively adsorbed dye, the surface of the semiconductor fine particle layer may be treated with amines after the dye is adsorbed. Examples of the amines include pyridine, 4-tert-butylpyridine, polyvinylpyridine and the like. When these are liquid, they may be used as they are or may be used by dissolving them in an organic solvent.
[0026]
As the counter electrode, any material can be used as long as it is a conductive material. However, an insulating material can also be used if a conductive layer is provided on the side facing the semiconductor electrode. However, it is preferable to use a material that is electrochemically stable as the electrode material, and specifically, it is preferable to use platinum, gold, a conductive polymer, carbon, or the like. Further, for the purpose of improving the catalytic effect of oxidation-reduction, it is preferable that the surface facing the semiconductor layer has a fine structure and an increased surface area. It is desired to be in a porous state. The platinum black state can be formed by anodic oxidation of platinum, chloroplatinic acid treatment, and the like, and the carbon in a porous state can be formed by sintering carbon fine particles, sintering an organic polymer, or the like.
[0027]
The electrolyte is iodine (I2) And metal iodide or organic iodide, bromine (Br)2) And metal bromide or organic bromide, metal complexes such as ferrocyanate / ferricyanate and ferrocene / ferricinium ions, sodium polysulfide, sulfur compounds such as alkylthiol / alkyldisulfide, viologen dyes, Hydroquinone / quinone and the like can be used. As the cation of the metal compound, Li, Na, K, Mg, Ca, Cs and the like, and as the cation of the organic compound, quaternary ammonium compounds such as tetraalkylammoniums, pyridiniums and imidazoliums are preferable. The present invention is not limited to these, and two or more of them can be used in combination. Among them, I2An electrolyte which is a combination of a quaternary ammonium compound such as LiI, NaI or imidazolium iodide is preferred. The concentration of the electrolyte salt is preferably 0.05 to 5 M, more preferably 0.2 to 1 M, based on the solvent. I2And Br2Is preferably 0.0005 to 1M, more preferably 0.0001 to 0.1M. Further, various additives such as 4-tert-butylpyridine and carboxylic acid can be added for the purpose of improving the open-circuit voltage and the short-circuit current.
[0028]
Water, alcohols, ethers, esters, carbonates, lactones, carboxylic esters, phosphate triesters, heterocyclic compounds, nitriles, ketones, amides as solvents constituting the above electrolyte composition , Nitromethane, halogenated hydrocarbons, dimethyl sulfoxide, sulfolane, N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, hydrocarbons, and the like, but are not limited thereto. They can be used alone or in combination of two or more. It is also possible to use a room temperature ionic liquid of a tetraalkyl-based, pyridinium-based or imidazolium-based quaternary ammonium salt as a solvent.
[0029]
For the purpose of reducing leakage of the photoelectric conversion element and volatilization of the electrolyte, it is also possible to dissolve a gelling agent, a polymer, a crosslinking monomer and the like in the above-mentioned electrolyte composition and use it as a gel electrolyte. As for the ratio between the gel matrix and the electrolyte composition, the more the electrolyte composition, the higher the ionic conductivity, but the lower the mechanical strength. Conversely, if the amount of the electrolyte composition is too small, the mechanical strength is large but the ionic conductivity is lowered. Therefore, the electrolyte composition is desirably 50 to 99 wt% of the gel electrolyte, and more preferably 80 to 97 wt%. Further, it is also possible to realize an all-solid-state photoelectric conversion element by dissolving in a polymer using the above-mentioned electrolyte and a plasticizer and volatilizing and removing the plasticizer.
[0030]
The method for producing the photoelectric conversion element is not particularly limited, for example, the electrolyte composition is liquid, or it is possible to gel inside the photoelectric conversion element, and before the introduction, in the case of a liquid electrolyte composition, the dye was carried. The semiconductor electrode and the counter electrode face each other, and a portion of the substrate where the semiconductor electrode is not formed is sealed so that these electrodes do not contact each other. At this time, the gap between the semiconductor electrode and the counter electrode is not particularly limited, but is usually 1 to 100 μm, and more preferably 1 to 50 μm. If the distance between the electrodes is too long, the photocurrent will decrease due to the decrease in conductivity. Although the sealing method is not particularly limited, a material having light-proofing properties, insulation property, and moisture-proofing property is preferable. Various welding methods, epoxy resin, ultraviolet curable resin, acrylic adhesive, EVA (ethylene vinyl acetate), ionomer Resins, ceramics, heat sealing films and the like can be used. In addition, an inlet for injecting the solution of the electrolyte composition is required, but the location of the inlet is not particularly limited as long as it is not on the counter electrode of the semiconductor electrode supporting the dye and the portion facing the semiconductor electrode. There is no particular limitation on the method of injecting the liquid, but a method of injecting the liquid into the above-mentioned cell, which is sealed in advance and has an opening for injecting the solution, is preferable. In this case, a simple method is to drop several drops of the solution at the injection port and inject the solution by capillary action. The injection operation may be performed under reduced pressure or under heating, if necessary. After the solution is completely injected, the solution remaining in the inlet is removed and the inlet is sealed. Although there is no particular limitation on the sealing method, a glass plate, a plastic substrate, or the like can be attached and sealed with a sealing agent if necessary. In the case of a gel electrolyte using a polymer or the like or an all-solid electrolyte, a polymer solution containing an electrolyte composition and a plasticizer is volatilized and removed by a casting method on a semiconductor electrode supporting a dye. After completely removing the plasticizer, sealing is performed in the same manner as in the above method. This sealing is preferably performed using a vacuum sealer or the like under an inert gas atmosphere or under reduced pressure. After the sealing, heating and pressurizing operations can be performed as necessary in order to sufficiently impregnate the semiconductor fine particle layer with the electrolyte.
The photoelectric conversion element can be manufactured in various shapes depending on its use, and the shape is not particularly limited.
The photoelectric conversion element is most typically a dye-sensitized wet-type photoelectric conversion element (particularly, a dye-sensitized wet-type solar cell).
[0031]
The above-described method of forming an intermediate film as described above on a metal oxide film and forming a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles on the intermediate film is not limited to a photoelectric conversion element, and a method of forming a semiconductor electrode on a metal oxide film. The present invention can be similarly applied to general electronic devices for forming a semiconductor electrode made of fine particles or to a case where a semiconductor fine particle layer is formed on a metal oxide film.
[0032]
Therefore, a third invention of the present invention is:
In a method for manufacturing an electronic device having a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Embedded image
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Embedded image
Figure 2004319130
Polystyrenesulfonic acid represented by the formula: RSO3H (where R = alkyl, aryl), R'OSO3H (R '= H, alkyl, aryl), HCl, HClO4, HPF6, HBF4And HI5An intermediate film made of at least one compound selected from the group consisting of was formed, and a semiconductor electrode was formed on the intermediate film.
It is characterized by the following.
[0033]
According to a fourth aspect of the present invention,
In an electronic device having a semiconductor electrode made of semiconductor fine particles on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Embedded image
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Embedded image
Figure 2004319130
Polystyrenesulfonic acid represented by the formula: RSO3H (where R = alkyl, aryl), R'OSO3H (R '= H, alkyl, aryl), HCl, HClO4, HPF6, HBF4And HI5An intermediate film comprising at least one compound selected from the group consisting of was formed, and a semiconductor electrode was formed on the intermediate film.
It is characterized by the following.
[0034]
According to a fifth aspect of the present invention,
In a method for forming a semiconductor fine particle layer in which a semiconductor fine particle layer is formed on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Embedded image
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Embedded image
Figure 2004319130
Polystyrenesulfonic acid represented by the formula: RSO3H (where R = alkyl, aryl), R'OSO3H (R '= H, alkyl, aryl), HCl, HClO4, HPF6, HBF4And HI5An intermediate film made of at least one compound selected from the group consisting of was formed, and a semiconductor fine particle layer was formed on the intermediate film.
It is characterized by the following.
[0035]
According to a sixth aspect of the present invention,
In a laminated structure in which a semiconductor fine particle layer is formed on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Embedded image
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Embedded image
Figure 2004319130
Polystyrenesulfonic acid represented by the formula: RSO3H (where R = alkyl, aryl), R'OSO3H (R '= H, alkyl, aryl), HCl, HClO4, HPF6, HBF4And HI5An intermediate film comprising at least one compound selected from the group consisting of was formed, and a semiconductor fine particle layer was formed on the intermediate film.
It is characterized by the following.
[0036]
The above described in connection with the first and second inventions is similarly established in the third to sixth inventions as long as they do not contradict their properties. The electronic device includes, in addition to the photoelectric conversion element, various semiconductor devices using a semiconductor electrode made of semiconductor fine particles.
[0037]
According to the present invention configured as described above, an intermediate film made of polythiophene or a derivative thereof and polystyrene sulfonic acid is formed on a metal oxide film, and a semiconductor such as a titanium oxide fine particle layer is formed on the intermediate film. Since the fine particle layer is formed, the adhesion of the intermediate film to the metal oxide film and the adhesion of the semiconductor fine particle layer to the intermediate film are extremely good. Compared with the case where the semiconductor fine particle layer is formed directly on the semiconductor fine particle layer, the adhesion of the semiconductor fine particle layer can be greatly improved. Further, when a semiconductor fine particle layer is formed on a metal oxide film using a strongly acidic semiconductor fine particle dispersion, this intermediate film acts as a protective layer against a strong acid, thereby preventing elution of the metal oxide film. be able to. Further, since the intermediate film is made of a conductive polymer and has conductivity, good conduction between the semiconductor electrode and the metal oxide film can be maintained.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.
1 to 5 show a method of manufacturing a dye-sensitized wet solar cell according to one embodiment of the present invention.
[0039]
In this embodiment, first, as shown in FIG. 1, a transparent substrate 11 on which a transparent electrode 12 made of a metal oxide such as ITO is formed is prepared.
Next, as shown in FIG. 2, a PEDOT / PSS film 13 is formed on the transparent electrode 12. The thickness of the PEDOT / PSS film 13 is, for example, 30 to 400 nm. In order to form the PEDOT / PSS film 13, for example, a PEDOT / PSS aqueous solution is spin-coated on the transparent electrode 12, and then heated to evaporate moisture and solidify.
[0040]
Next, as shown in FIG. 3, a semiconductor fine particle layer 14 carrying a sensitizing dye is formed on the PEDOT / PSS film 13. The semiconductor fine particle layer 14 carrying the sensitizing dye can be formed, for example, as follows. That is, first, after spin-coating a colloidal solution in which semiconductor fine particles are dispersed, the transparent substrate 11 is heated at a temperature lower than the heat-resistant temperature, for example, at a temperature of 100 to 140 ° C. to evaporate the solvent and dry. Thereby, the semiconductor fine particle layer 14 is formed. Thereafter, the dye is carried by dipping the semiconductor fine particle layer 14 in a dye solution or the like.
[0041]
On the other hand, as shown in FIG. 4, a transparent electrode 16 made of a metal oxide such as ITO is formed on a transparent substrate 15, and a PEDOT / PSS film 17 is formed on the transparent electrode 16 in the same manner as described above. Form a film. The thickness of the PEDOT / PSS film 17 is, for example, 30 to 400 nm. Thereafter, a platinum film 18 is formed on the PEDOT / PSS film 17 as a counter electrode.
[0042]
Next, as shown in FIG. 5, a transparent substrate 11 on which a transparent electrode 12, a PEDOT / PSS film 13 and a semiconductor fine particle layer 14 are formed, and a transparent substrate 15 on which a transparent electrode 16, a PEDOT / PSS film 17 and a platinum film 18 are formed. Are arranged so that the semiconductor fine particle layer 14 and the platinum film 18 face each other at a predetermined interval, and a space for enclosing the electrolyte layer is formed by using a predetermined sealing member. The electrolyte layer 19 is injected from a previously formed liquid inlet. Thereafter, the injection port is closed. As a result, a dye-sensitized wet solar cell is manufactured.
[0043]
Next, the operation of the dye-sensitized wet solar cell will be described.
As shown in FIG. 6, light transmitted through the transparent substrate 11 from the transparent substrate 11 side and incident thereon excites a sensitizing dye carried on the surface of the semiconductor fine particle layer 14 to generate electrons. The electrons are quickly transferred from the sensitizing dye to the semiconductor fine particles of the semiconductor fine particle layer 14. On the other hand, the sensitizing dye that has lost the electrons receives electrons from the ions of the electrolyte layer 19, and the ions that have passed the electrons receive the electrons again at the platinum film 18 of the counter electrode. Through this series of processes, an electromotive force is generated between the transparent electrode 12 and the platinum film 18, which are electrically connected via the semiconductor fine particle layer 14 and the PEDOT / PSS film 13. Thus, photoelectric conversion is performed.
[0044]
As described above, according to this embodiment, the PEDOT / PSS film 13 is first formed on the transparent electrode 12 made of a metal oxide such as ITO, and then the semiconductor fine particles are formed thereon using the semiconductor fine particle dispersion. By forming the layer 14, the adhesion of the semiconductor fine particle layer 14 can be greatly improved as compared with the case where the semiconductor fine particle layer 14 is directly formed on the transparent electrode 12. Is extremely difficult to peel off and cracks are unlikely to occur. When the semiconductor fine particle layer 14 is formed using a strongly acidic semiconductor fine particle dispersion, the PEDOT / PSS film 13 functions as a protective layer for the transparent electrode 12, so that elution of the transparent electrode 12 due to a strong acid can be prevented. . When the semiconductor fine particle layer 14 is, for example, a titanium oxide fine particle layer, the titanium oxide is an n-type semiconductor, whereas the PEDOT / PSS film 13 is a p-type semiconductor. Although the insertion of the PEDOT / PSS film 13 between the layer 14 and the layer 14 is considered to be disadvantageous in terms of an energy diagram, according to the experimental results, the insertion of the PEDOT / PSS film 13 on the contrary makes it transparent. The connection between the electrode 12 and the semiconductor fine particle layer 14 can be made good, and the photoelectric conversion efficiency of the dye-sensitized wet solar cell can be greatly improved. Further, the PEDOT / PSS film 13 can be easily formed by a low-temperature process by the spin coating method, the roller coating method, or the like.
[0045]
Further, according to this embodiment, on the counter electrode side, first, a PEDOT / PSS film 17 is formed on the transparent electrode 16 made of a metal oxide such as ITO, and then a platinum film 18 is formed thereon as a counter electrode. By forming the film, the adhesion of the platinum film 18 can be greatly improved as compared with the case where the platinum film 18 is formed directly on the transparent electrode 16, whereby the platinum film 18 is extremely hard to peel off. . Therefore, the durability of the platinum film 18 as a counter electrode is greatly improved, and the durability, reliability, and life of the dye-sensitized wet solar cell can be significantly improved. In addition, since the PEDOT / PSS film 17 is provided under the platinum film 18, there is no problem of contamination of the platinum film 18 by different kinds of metals. Further, since the PEDOT / PSS film 17 is a conductive polymer as described above, the electrical contact between the transparent electrode 16 and the platinum film 18 can be kept good, and the operation of the dye-sensitized wet solar cell can be improved. Can be performed well.
[0046]
Furthermore, by using a flexible transparent plastic substrate such as a polyethylene terephthalate (PET) film as the transparent substrates 11 and 15, a flexible dye-sensitized wet-type solar cell can be realized, which can be made portable or installed on a wall or a window. The use of the dye-sensitized wet-type solar cell can be expanded, and the convenience can be greatly improved.
[0047]
【Example】
An example of a method for manufacturing a dye-sensitized wet solar cell will be described.
Example 1
First, a transparent substrate 11 and a transparent electrode 12 prepared by vacuum-depositing a 300-nm-thick ITO film on a 120-μm-thick PET film are prepared. The sheet resistance of this PET film with ITO is 10 to 30 Ω / □. Thereafter, the PET film with ITO is cut into a 25 mm square.
[0048]
Next, the surface of the transparent electrode 12 made of the ITO film is sequentially degreased by ultrasonic cleaning in isopropanol in pure water for 15 minutes, and then dried under a nitrogen stream.
Next, a PEDOT / PSS film 13 is formed on the transparent electrode 12 made of the ITO film as follows. First, a transparent substrate 11 on which a transparent electrode 12 is formed, that is, a PET film with ITO is fixed on a glass substrate, and the entire glass substrate is placed on a spin coater. Next, a 1.3 wt% aqueous solution of PEDOT / PSS is spread on the ITO-attached PET film, and spin-coated at 500 revolutions per minute for the first 5 seconds and 5000 revolutions per minute for the next 30 seconds. Thereafter, the spin-coated PET film with ITO is placed on a hot plate heated to 120 ° C., and dried as it is for 30 minutes. Non-Patent Document 7 reports that if ITO is left wet for a long time in the PEDOT / PSS aqueous solution, the ITO is attacked by the acidity of the PEDOT / PSS aqueous solution, and indium diffuses into the PEDOT / PSS. However, here, it has been confirmed from the electrical conductivity measurement that there is no significant change in the transparent electrode 12 made of ITO.
[0049]
After drying, Ti (O-iPr) is used as the first layer.4Was spin-coated with the above-mentioned aqueous solution of PEDOT / PSS under the same conditions, and dried at 120 ° C. for 30 minutes. Subsequently, the operation of spin-coating a titanium oxide colloid solution having a titanium oxide concentration adjusted to 10% obtained by the method of Non-Patent Document 6 and drying at 120 ° C. for 30 minutes was repeated five times. Thus, the semiconductor fine particle layer 14 composed of the titanium oxide fine particles was formed. The thickness of the obtained semiconductor fine particle layer 14 was about 3 to 5 μm.
[0050]
On the other hand, a transparent substrate 15 and a transparent electrode 16 prepared by vacuum-depositing a 300-nm-thick ITO film on a 120-μm-thick PET film are prepared. The sheet resistance of this PET film with ITO is 10 to 30 Ω / □. Thereafter, the PET film with ITO is cut into a 25 mm square. Next, the surface of the ITO film is sequentially degreased by ultrasonic cleaning in isopropanol for 15 minutes in pure water, and then dried under a nitrogen stream.
[0051]
Next, a PEDOT / PSS film 17 is formed on the transparent electrode 16 made of an ITO film in the same manner as described above.
Next, a platinum film 18 is formed on the PEDOT / PSS film 17 by a sputtering method. The thickness of the platinum film 18 was 40 nm.
Next, the PET film on which the semiconductor fine particle layer 14 made of titanium oxide fine particles is formed is coated with a ruthenium dye (Ruthenium (2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylate)).2(NCS)2) Is immersed in an ethanol solution (ruthenium dye (0.5 mM): deoxycholic acid (20 mM)) overnight to carry the sensitizing dye on the semiconductor fine particle layer 14, taken out, rinsed with ethanol, and immediately Assemble the solar cells.
[0052]
The solar cell was assembled in the following procedure. First, a transparent substrate 15 on which a platinum film 18 is formed and a transparent conductive substrate 11 on which a semiconductor fine particle layer 14 made of titanium oxide fine particles are formed are formed by forming the platinum film 18 and the semiconductor fine particle layer 14 into a U-shape having a width of 5 mm. The electrolyte layer is injected by holding the mold so that it faces each other with a polytetrafluoroethylene spacer (thickness: 0.3 mm) interposed therebetween, and sealing the outer periphery with a 30 μm thick EVA film and epoxy resin. To form a space for Next, the electrolyte layer 19 is injected into the space from a liquid injection port formed in advance. As the electrolyte layer 19, a propylene carbonate / ethylene carbonate (1/1) solution of LiI (0.5M), iodine (0.05M), and tert-butylpyridine (0.5M) was used. Thereafter, the injection port is closed. Thus, a dye-sensitized wet solar cell was obtained.
[0053]
Example 2
In Example 2, a dye-sensitized wet solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the semiconductor fine particle layer 14 made of titanium oxide fine particles was formed as follows.
That is, in Example 2, first, a titanium oxide colloid solution (100 mL) having a titanium oxide concentration adjusted to 10% obtained by the method of Non-Patent Document 6 was prepared to have an equivalent amount to the titanium oxide in this colloid solution. Was mixed with 100 g of zirconia beads in a 250 ml zirconia pot, and dispersed in a planetary ball mill for 3 hours. Thereafter, the beads were removed from the solution by filtration to obtain a white titanium oxide dispersion.
[0054]
Next, on the PEDOT / PSS film 13, one layer of the titanium oxide colloid solution having the above-mentioned titanium oxide concentration adjusted to 10% is spin-coated, and then the titanium oxide dispersion obtained as described above is spin-coated with three layers. Coated. However, drying was performed at 120 ° C. for 30 minutes after each spin coating.
[0055]
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, a semiconductor fine particle layer 14 made of titanium oxide fine particles was formed on the transparent electrode 12 without forming the PEDOT / PSS film 13, and a platinum film was formed on the transparent electrode 16 without forming the PEDOT / PSS film 17. A dye-sensitized wet solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that No. 18 was formed.
[0056]
Comparative Example 2
In Comparative Example 2, a semiconductor fine particle layer 14 composed of titanium oxide fine particles was formed by performing electrodeposition directly on the transparent electrode 12 according to the method of Non-Patent Document 3 using commercially available anatase type titanium oxide. A dye-sensitized wet solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the platinum film 18 was formed without forming the PEDOT / PSS film 17.
[0057]
When the semiconductor fine particle layer 14 made of titanium oxide fine particles was observed in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the semiconductor fine particle layer 14 was formed without forming the PEDOT / PSS film 13. Although cracks occurred on the entire surface of the sample and partially peeled off, the samples of Examples 1 and 2 in which the semiconductor fine particle layer 14 made of titanium oxide fine particles was formed after the PEDOT / PSS film 13 was formed, It was good without peeling. In the sample of Comparative Example 2 in which the semiconductor fine particle layer 14 was formed by electrodeposition, a white film-like semiconductor fine particle layer 14 was obtained, but the state and adhesion of the film were good. In the samples of Examples 1 and 2 in which the PEDOT / PSS film 13 was formed and then the platinum film 18 was formed, the platinum film 18 did not peel off.
[0058]
FIG. 7 and Table 1 show the results of evaluation of the solar cell characteristics of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. However, as a light source, a solar simulator (USHIO Optical Module, 500 W xenon short arc lamp, AM1.5 (83.2 mW / cm2)).
[0059]
Figure 2004319130
[0060]
7 and Table 1, Example 1 has clearly better solar cell characteristics as compared with Comparative Example 1, and has very good open-circuit voltage, short-circuit current density, and photoelectric conversion as compared with Comparative Example 2. It shows the efficiency and the fill factor is almost the same.
In Example 2, more excellent solar cell characteristics than in Example 1 were obtained. This is because the semiconductor fine particle layer 14 is formed by using a semiconductor fine particle dispersion having a high particle concentration in which an anatase type titanium oxide powder having a larger particle size is dispersed in a titanium oxide colloid solution, so that the anatase type titanium oxide powder is not dispersed. This is considered to reflect that the semiconductor fine particle layer 14 has a porous structure as compared with Example 1 in which the semiconductor fine particle layer 14 was formed using the semiconductor fine particle dispersion.
[0061]
As mentioned above, although one Embodiment and Example of this invention were concretely demonstrated, this invention is not limited to said Embodiment and Example, Various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible. It is possible.
For example, the numerical values, structures, shapes, materials, raw materials, processes, and the like listed in the above-described embodiments and examples are merely examples, and different numerical values, structures, shapes, materials, raw materials, processes, and the like may be used as necessary. May be used.
[0062]
Specifically, for example, in the above embodiments and examples, the semiconductor fine particles layer 14 is formed and then immersed in a dye solution to carry the dye on the semiconductor fine particles. A paste carrying a dye may be applied.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an intermediate film made of polythiophene or a derivative thereof and polystyrene sulfonic acid is formed on a metal oxide film, and a semiconductor electrode or a semiconductor made of semiconductor fine particles is formed on the intermediate film. By forming the fine particle layer, it is possible to form a semiconductor electrode or a semiconductor fine particle layer composed of semiconductor fine particles on the metal oxide film while preventing the metal oxide film from being eluted and to form a good low-temperature process. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a dye-sensitized wet solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a dye-sensitized wet solar cell according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a dye-sensitized wet solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a dye-sensitized wet solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a dye-sensitized wet solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the operation of the dye-sensitized wet solar cell according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating measurement results of characteristics of a dye-sensitized wet solar cell according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11, 15: transparent substrate, 12, 16: transparent electrode, 13, 17: PEDOT / PSS film, 14: semiconductor fine particle layer, 18: platinum film, 19: electrolyte layer

Claims (13)

金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を有する光電変換素子の製造方法において、
上記金属酸化物膜上に、
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に上記半導体電極を形成するようにした
ことを特徴とする光電変換素子の製造方法。
In a method for manufacturing a photoelectric conversion element having a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Figure 2004319130
, RSO 3 H (where R = alkyl, aryl), R′OSO 3 H (where R ′ = H, alkyl, aryl), HCl, HClO 4 , HPF 6 , HBF 4 and HI 5. A method for manufacturing a photoelectric conversion element, comprising forming an intermediate film comprising at least one compound selected from the group consisting of No. 5 and forming the semiconductor electrode on the intermediate film.
上記中間膜は
Figure 2004319130
で示されるポリエチレンジオキシチオフェンと、
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸とからなることを特徴とする請求項1記載の光電変換素子の製造方法。
The interlayer is
Figure 2004319130
Represented by polyethylene dioxythiophene,
Figure 2004319130
2. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 1, comprising polystyrenesulfonic acid represented by the formula:
上記中間膜を
Figure 2004319130
で示されるポリエチレンジオキシチオフェンと、
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸イオンと、
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸とを含む水溶液を用いて製膜することを特徴とする請求項1記載の光電変換素子の製造方法。
The above intermediate film
Figure 2004319130
Represented by polyethylene dioxythiophene,
Figure 2004319130
And a polystyrene sulfonate ion represented by
Figure 2004319130
2. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the film is formed using an aqueous solution containing polystyrene sulfonic acid represented by the formula:
上記金属酸化物膜はIn−Sn複合酸化物、SnO、TiOおよびZnOからなる群より選ばれた少なくとも一種類の金属酸化物からなることを特徴とする請求項1記載の光電変換素子の製造方法。The metal oxide film is In-Sn complex oxide, a photoelectric conversion element according to claim 1, characterized in that it consists of at least one metal oxide selected from the group consisting of SnO 2, TiO 2 and ZnO Production method. 上記金属酸化物膜は透明プラスチック基板上に形成されていることを特徴とする請求項1記載の光電変換素子の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the metal oxide film is formed on a transparent plastic substrate. 強酸性の半導体微粒子分散液を用いて上記半導体電極を形成することを特徴とする請求項1記載の光電変換素子の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the semiconductor electrode is formed using a strongly acidic semiconductor fine particle dispersion. 上記半導体電極を100℃以上140℃以下の温度で形成することを特徴とする請求項1記載の光電変換素子の製造方法。The method according to claim 1, wherein the semiconductor electrode is formed at a temperature of 100 ° C. or more and 140 ° C. or less. 上記光電変換素子は湿式太陽電池であることを特徴とする請求項1記載の光電変換素子の製造方法。The method according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is a wet solar cell. 金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を有する光電変換素子において、
上記金属酸化物膜上に、
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に上記半導体電極を形成した
ことを特徴とする光電変換素子。
In a photoelectric conversion element having a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Figure 2004319130
, RSO 3 H (where R = alkyl, aryl), R′OSO 3 H (where R ′ = H, alkyl, aryl), HCl, HClO 4 , HPF 6 , HBF 4 and HI 5. A photoelectric conversion element comprising: forming an intermediate film made of at least one compound selected from the group consisting of No. 5; and forming the semiconductor electrode on the intermediate film.
金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を有する電子装置の製造方法において、
上記金属酸化物膜上に、
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に上記半導体電極を形成するようにした
ことを特徴とする電子装置の製造方法。
In a method for manufacturing an electronic device having a semiconductor electrode composed of semiconductor fine particles on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Figure 2004319130
, RSO 3 H (where R = alkyl, aryl), R′OSO 3 H (where R ′ = H, alkyl, aryl), HCl, HClO 4 , HPF 6 , HBF 4 and HI 5. An electronic device manufacturing method, comprising forming an intermediate film made of at least one compound selected from the group consisting of No. 5 and forming the semiconductor electrode on the intermediate film.
金属酸化物膜上に半導体微粒子からなる半導体電極を有する電子装置において、
上記金属酸化物膜上に、
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に上記半導体電極を形成した
ことを特徴とする電子装置。
In an electronic device having a semiconductor electrode made of semiconductor fine particles on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Figure 2004319130
, RSO 3 H (where R = alkyl, aryl), R′OSO 3 H (where R ′ = H, alkyl, aryl), HCl, HClO 4 , HPF 6 , HBF 4 and HI to form a film of the intermediate layer comprising at least one compound selected from the group consisting of 5, the electronic apparatus characterized by the formation of the semiconductor electrode on the intermediate layer.
金属酸化物膜上に半導体微粒子層を形成するようにした半導体微粒子層の形成方法において、
上記金属酸化物膜上に、
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に上記半導体微粒子層を形成するようにした
ことを特徴とする半導体微粒子層の形成方法。
In a method for forming a semiconductor fine particle layer in which a semiconductor fine particle layer is formed on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Figure 2004319130
, RSO 3 H (where R = alkyl, aryl), R′OSO 3 H (where R ′ = H, alkyl, aryl), HCl, HClO 4 , HPF 6 , HBF 4 and HI 5. A method of forming a semiconductor fine particle layer, comprising forming an intermediate film comprising at least one compound selected from the group consisting of No. 5 and forming the semiconductor fine particle layer on the intermediate film.
金属酸化物膜上に半導体微粒子層を形成した積層構造体において、
上記金属酸化物膜上に、
Figure 2004319130
で示されるポリチオフェンまたはその誘導体と、
Figure 2004319130
で示されるポリスチレンスルホン酸、RSOH(ただし、R=アルキル、アリール)、R´OSOH(ただし、R´=H、アルキル、アリール)、HCl、HClO、HPF、HBFおよびHIからなる群より選ばれた少なくとも一種類の化合物とからなる中間膜を製膜し、この中間膜上に上記半導体微粒子層を形成した
ことを特徴とする積層構造体。
In a laminated structure in which a semiconductor fine particle layer is formed on a metal oxide film,
On the metal oxide film,
Figure 2004319130
With a polythiophene or a derivative thereof,
Figure 2004319130
, RSO 3 H (where R = alkyl, aryl), R′OSO 3 H (where R ′ = H, alkyl, aryl), HCl, HClO 4 , HPF 6 , HBF 4 and HI 5. A laminated structure comprising: forming an intermediate film made of at least one compound selected from the group consisting of No. 5; and forming the semiconductor fine particle layer on the intermediate film.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006155907A (en) * 2004-11-25 2006-06-15 Teijin Dupont Films Japan Ltd Counter electrode for dye-sensitized solar cell, and dye-sensitized solar cell using this
WO2006085574A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Japan Carlit Co., Ltd. Catalytic electrode for dye sensitized solar cell and dye sensitized solar cell including the same
JP2006216562A (en) * 2005-02-05 2006-08-17 Samsung Electronics Co Ltd Flexible solar battery, and manufacturing method of same
JP2006278131A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element and paint for dye-sensitized photoelectric conversion element
JP2007087611A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Yokohama National Univ Photoelectric conversion element
WO2010050575A1 (en) 2008-10-29 2010-05-06 富士フイルム株式会社 Dye, photoelectric conversion element and photoelectrochemical cell each comprising the dye, and process for producing dye
EP2302650A2 (en) 2009-09-28 2011-03-30 Fujifilm Corporation Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell
EP2306479A2 (en) 2009-09-28 2011-04-06 Fujifilm Corporation Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell
KR101094023B1 (en) 2010-05-27 2011-12-19 경북대학교 산학협력단 All spray-coated solar cell fabrication with substrate heated spray deposition method
KR101104687B1 (en) * 2009-10-07 2012-01-16 한국과학기술원 A formation method of solar cell with mult-core-shell
JP5100909B1 (en) * 2012-07-26 2012-12-19 尾池工業株式会社 Organic thin film solar cell and method for producing the same
CN112909258A (en) * 2021-02-06 2021-06-04 陕西科技大学 Flexible positive and negative electrode material for high-performance magnesium-lithium double-salt ion battery and preparation method thereof

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4647292B2 (en) * 2004-11-25 2011-03-09 帝人デュポンフィルム株式会社 Counter electrode of dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell using the same
JP2006155907A (en) * 2004-11-25 2006-06-15 Teijin Dupont Films Japan Ltd Counter electrode for dye-sensitized solar cell, and dye-sensitized solar cell using this
JP2006216562A (en) * 2005-02-05 2006-08-17 Samsung Electronics Co Ltd Flexible solar battery, and manufacturing method of same
WO2006085574A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Japan Carlit Co., Ltd. Catalytic electrode for dye sensitized solar cell and dye sensitized solar cell including the same
JP5308661B2 (en) * 2005-02-10 2013-10-09 日本カーリット株式会社 Catalyst electrode for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell including the same
JP2006278131A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element and paint for dye-sensitized photoelectric conversion element
JP2007087611A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Yokohama National Univ Photoelectric conversion element
WO2010050575A1 (en) 2008-10-29 2010-05-06 富士フイルム株式会社 Dye, photoelectric conversion element and photoelectrochemical cell each comprising the dye, and process for producing dye
EP2845882A2 (en) 2008-10-29 2015-03-11 Fujifilm Corporation Dye, Photoelectric Conversion Element and Photoelectrochemical Cell
EP2302650A2 (en) 2009-09-28 2011-03-30 Fujifilm Corporation Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell
EP2306479A2 (en) 2009-09-28 2011-04-06 Fujifilm Corporation Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell
KR101104687B1 (en) * 2009-10-07 2012-01-16 한국과학기술원 A formation method of solar cell with mult-core-shell
KR101094023B1 (en) 2010-05-27 2011-12-19 경북대학교 산학협력단 All spray-coated solar cell fabrication with substrate heated spray deposition method
JP5100909B1 (en) * 2012-07-26 2012-12-19 尾池工業株式会社 Organic thin film solar cell and method for producing the same
CN112909258A (en) * 2021-02-06 2021-06-04 陕西科技大学 Flexible positive and negative electrode material for high-performance magnesium-lithium double-salt ion battery and preparation method thereof

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