JP2005154606A - 金属錯体色素、光電極及び色素増感型太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 下記一般式(1)で表されることを特徴とする金属錯体色素。
[式(1)中、Mは、Fe等からなる群より選択される少なくとも1種の金属の原子又はそのイオン、R1及びR2は下記一般式(2);−XOm(OH)n
(式(2)中、XはC、S及びPからなる群より選択される少なくとも1種の原子を示し、mは1又は2の整数を示し、nは1又は2の整数を示し、かつm+nは2又は3の整数を示す。)で表される特性基、R3及びR4は−CF3等からなる群より選択される少なくとも1種の特性基(R11は炭素数1〜12のアルキル基等、R21は水素原子等を示す。)、L1及びL2はF等からなる群より選択される少なくとも1種の配位子、をそれぞれ示す。a、b、c及びdは1〜4の整数、e及びfは1〜5の整数、をそれぞれ示す。]
【化1】
【選択図】 図1
Description
R1及びR2は同一であっても異なっていてもよく、下記一般式(2);
−XOm(OH)n …(2)
(式(2)中、XはC、S及びPからなる群より選択される少なくとも1種の原子を示し、mは1又は2の整数を示し、nは1又は2の整数を示し、かつm+nは2又は3の整数を示す。)
で表される特性基を示し、
R3及びR4は同一であっても異なっていてもよく、−CF3、−NR11 2、F、Cl、Br、I、−OR11、−SR11、−C(O)R11、−CO2R11、−SO2R11、−SO3R11、−C(O)NR21 2、−CN及び−NO2からなる群より選択される少なくとも1種の特性基(R11はそれぞれ独立に炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基及び炭素数6〜16のアリール基からなる群より選択される少なくとも1種の基を示し、同一特性基中にR11が2つ存在する場合にはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。同一特性基中に2つ存在するR21は同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基及び炭素数6〜16のアリール基からなる群より選択される少なくとも1種の基を示す。)を示し、
L1及びL2は同一であっても異なっていてもよく、F、Cl、Br、I、−OH、−CN、−SCN、−NCS、下記一般式(3);
で表されるβ−ジケトン及び下記一般式(4);
で表される構造を有し、アルコキシ基、シアノ基又はハロゲン原子で置換されていてもよい配位子からなる群より選択される少なくとも1種の配位子を示し、
a、b、c及びdはそれぞれ独立に1〜4の整数、e及びfはそれぞれ独立に1〜5の整数を示す。]
2)上記式(A)及び上記式(B)で表される従来の金属錯体色素に比べて、金属錯体色素の基底状態におけるHOMOのエネルギー準位が低下すること。
3)金属錯体色素から光電極を構成する半導体粒子(例えば、金属酸化物)への電子の移動速度を向上させること。
4)電解質中に存在するレドックス種から金属錯体色素への電子の移動速度を向上させること。
図1は、本発明の光電極の好適な一実施形態を示す模式断面図である。また、図2は、図1に示した光電極を備えた色素増感型太陽電池を示す模式断面図である。
−XOm(OH)n …(2)
で表される特性基であり、同一であっても異なっていてもよい。上記一般式(2)におけるXは、C、S及びPからなる群より選択される少なくとも1種の原子である。また、mは1又は2の整数であり、nは1又は2の整数であり、かつm+nは2又は3の整数である。
図3は、本発明の色素増感型太陽電池の第2実施形態を示す模式断面図である。以下、図3に示す色素増感型太陽電池30について説明する。なお、上述の図2に示した色素増感型太陽電池20に関して説明した要素と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図4は、本発明の色素増感型太陽電池の第3実施形態を示す模式断面図である。以下、図4に示す色素増感型太陽電池40について説明する。なお、上述の図2に示した色素増感型太陽電池20又は図3に示した色素増感型太陽電池30に関して説明した要素と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、下記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれフッ素原子で置換されたビピリジル化合物13mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
以下に示す手順により、図1に示した光電極10と同様の構成を有する光電極を作製し、更に、この光電極を用いた以外は図1に示す色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する色素増感型太陽電池(受光面の面積:1cm2)を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の2,4位がそれぞれフッ素原子で置換されたビピリジル化合物14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例2で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の2,3,4位がそれぞれフッ素原子で置換されたビピリジル化合物15mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例3で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の2,3,4,5,6位がそれぞれフッ素原子で置換されたビピリジル化合物18mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例4で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれメトキシ基で置換されたビピリジル化合物14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例5で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の3,4位がそれぞれメトキシ基で置換されたビピリジル化合物16mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例6で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の2,3,4位がそれぞれメトキシ基で置換されたビピリジル化合物18mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例7で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の2,3,5,6位がそれぞれメトキシ基で置換されたビピリジル化合物20mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例8で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、フェニル基の4位がそれぞれシアノ基で置換されたビピリジル化合物13mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例9で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれアセチル基で置換されたビピリジル化合物15mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例10で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれベンゾイル基で置換されたビピリジル化合物19mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例11で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれメチルチオ(メチルスルファニル)基で置換されたビピリジル化合物15mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例12で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれ塩素原子で置換されたビピリジル化合物14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例13で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれメトキシカルボニル基で置換されたビピリジル化合物16mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例14で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれジメチルアミノ基で置換されたビピリジル化合物15mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例15で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれニトロ基で置換されたビピリジル化合物15mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例16で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれメチルスルフォニル基(メタンスルフォニル基)で置換されたビピリジル化合物17mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例17で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれメトキシスルホニル基(−SO3Me基)で置換されたビピリジル化合物18mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例18で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、上記一般式(26)で表されるビピリジル化合物において、2つのフェニル基の4位がそれぞれカルバモイル基で置換されたビピリジル化合物15mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例19で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、5,5’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、5,5’−ジ−p−メトキシフェニル−2,2’−ビピリジル14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例20で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、5,5’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、5,5’−ジ−p−メトキシフェニル−2,2’−ビピリジル14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例21で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、5,5’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、5,5’−ジ−p−メトキシフェニル−2,2’−ビピリジル14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例22で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、5,5’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、5,5’−ジ−p−メトキシフェニル−2,2’−ビピリジル14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例23で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、5,5’−ジ−p−メトキシフェニル−2,2’−ビピリジル14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例24で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、5,5’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、5,5’−ジ−p−メトキシフェニル−2,2’−ビピリジル14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例25で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、5,5’−ジホスホリル−2,2’−ビピリジル12mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。4,4’−ジ−p−メトキシフェニル−2,2’−ビピリジル14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例26で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、5,5’−ジスルホ−2,2’−ビピリジル12mg(合成品)と、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気中、85℃で4時間加熱撹拌し、その後放冷した。次いで、4,4’−ジ−p−メトキシフェニル−2,2’−ビピリジル14mg(合成品)を加え、85℃で4時間加熱攪拌した。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、実施例27で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル18mgと、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気下、85℃で4時間加熱し、その後放冷した。次に、アンモニウムチオシアネート28mgをEtOH1mLに添加した溶液を調製し、これを上記の液に加えた。そして、アルゴン雰囲気下、85℃で6時間加熱し、その後、放冷した。次に、EtOHを留去して得られた残渣をイオン交換水、酢酸エチルで洗浄し、上記式(A)で表される金属錯体色素を得た。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、比較例1で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
(1)金属錯体色素の合成
先ず、5,5’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジル9mgと、RuCl3水和物10mgとをEtOH10mLに溶解し、アルゴン雰囲気下、85℃で4時間加熱し、その後放冷した。次いで、5,5’−ジフェニル−2,2’−ビピリジル11mgを加え、85℃で4時間加熱攪拌した。次に、アンモニウムチオシアネート28mgをEtOH1mLに添加した懸濁液を調製し、これを上記の液に加えた。そして、アルゴン雰囲気下、85℃で6時間加熱し、その後、放冷した。次に、DMFを留去して得られた残渣をイオン交換水、アセトンで洗浄し、下記式(C)で表される金属錯体色素を得た。
実施例1で得られた金属錯体色素のかわりに、比較例2で得られた金属錯体色素を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順により図1に示した光電極10及び図3に示した色素増感型太陽電池20と同様の構成を有する光電極及び色素増感型太陽電池を作製した。
電池特性試験を行ない、実施例1〜実施例27、比較例1〜2の色素増感型太陽電池のエネルギー変換効率ηを測定した。電池特性試験は、ソーラーシミュレータ(ワコム製、商品名;「WXS−85−H型」)を用い、AMフィルター(AM−1.5)を通したキセノンランプから1000(P0、mW/cm2)の疑似太陽光を照射することにより行った。I−Vテスターを用いて電流−電圧特性を測定し、開放電圧(Voc/V)、短絡電流(Isc/mA・cm-2)、曲線因子(F.F.)及び起動開始直後におけるエネルギー変換効率(η/%)を求めた。なお、エネルギー変換効率(η/%)は、下式(Z)に基づいて求めた。
η=100×(Voc×Isc×F.F.)/P0…(Z)
実施例1〜19の試験結果を表1に示し、実施例20〜27及び比較例1〜2の試験結果を表2に示す。
Claims (3)
- 下記一般式(1)で表されることを特徴とする金属錯体色素。
R1及びR2は同一であっても異なっていてもよく、下記一般式(2);
−XOm(OH)n …(2)
(式(2)中、XはC、S及びPからなる群より選択される少なくとも1種の原子を示し、mは1又は2の整数を示し、nは1又は2の整数を示し、かつm+nは2又は3の整数を示す。)
で表される特性基を示し、
R3及びR4は同一であっても異なっていてもよく、−CF3、−NR11 2、F、Cl、Br、I、−OR11、−SR11、−C(O)R11、−CO2R11、−SO2R11、−SO3R11、−C(O)NR21 2、−CN及び−NO2からなる群より選択される少なくとも1種の特性基(R11はそれぞれ独立に炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基及び炭素数6〜16のアリール基からなる群より選択される少なくとも1種の基を示し、同一特性基中にR11が2つ存在する場合にはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。同一特性基中に2つ存在するR21は同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基及び炭素数6〜16のアリール基からなる群より選択される少なくとも1種の基を示す。)を示し、
L1及びL2は同一であっても異なっていてもよく、F、Cl、Br、I、−OH、−CN、−SCN、−NCS、下記一般式(3);
で表されるβ−ジケトン及び下記一般式(4);
で表される構造を有し、アルコキシ基、シアノ基又はハロゲン原子で置換されていてもよい配位子からなる群より選択される少なくとも1種の配位子を示し、
a、b、c及びdはそれぞれ独立に1〜4の整数、e及びfはそれぞれ独立に1〜5の整数を示す。] - 受光面を有する半導体電極と、当該受光面上に隣接して配置された透明電極とを有する光電極であって、
前記半導体電極には請求項1に記載の金属錯体色素が含有されていること、
を特徴とする光電極。 - 受光面を有する半導体電極と当該半導体電極の前記受光面上に隣接して配置された透明電極とを有する光電極と、対極とを有しており、前記半導体電極と前記対極とが電解質を介して対向配置された色素増感型太陽電池であって、
前記光電極が請求項2に記載の光電極であること、
を特徴とする色素増感型太陽電池。
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