JP2006155938A - Photoelectric conversion element - Google Patents

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Eriko Ishiko
恵理子 石古
Nobuo Ochiai
信雄 落合
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the durability of a photoelectric conversion element such as a dye-sensitized solar cell by preventing the liquefaction of a gel-form or solid electrolyte and reducing light absorption loss resulting from yellow discoloration. <P>SOLUTION: The photoelectric conversion element comprises a semiconductor electrode 8, a counter electrode 9, and an electrolyte layer 4 held between those electrodes. The electrolyte layer 4 is made of a gel-form or solid electrolyte that has been gelled or solidified using a compound having a polyoxyalkylene chain, and the electrolyte includes a light stabilizer and further an antioxidant. The light stabilizer is preferably a hindered-amine-based light stabilizer, and the antioxidant is preferably a phenolic antioxidant. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、色素増感太陽電池などとして好適に用いられる光電変換素子に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion element suitably used as a dye-sensitized solar cell.

従来、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子として、種々の太陽電池が提案されている。かかる太陽電池の中で色素増感太陽電池は、1991年にスイスのローザンヌ大学のグレッツェルらによって開発されたものであり、一般に、導電性基材上に色素を吸着した半導体からなる光電変換層を持つ半導体電極と、該半導体電極に相対向して設けられた導電性基材からなる対極と、これら半導体電極と対極との間に保持された電解質層(電荷輸送層)とを備えてなる。   Conventionally, various solar cells have been proposed as photoelectric conversion elements that convert light energy into electrical energy. Among such solar cells, a dye-sensitized solar cell was developed by Gretzzel et al. Of the University of Lausanne in Switzerland in 1991. In general, a photoelectric conversion layer made of a semiconductor having a dye adsorbed on a conductive substrate is formed. A semiconductor electrode, a counter electrode made of a conductive base material provided opposite to the semiconductor electrode, and an electrolyte layer (charge transport layer) held between the semiconductor electrode and the counter electrode.

色素増感太陽電池は、電池内部に有機物を使用することから紫外線や熱による特性の劣化が問題となる。これに対し、たとえば、下記特許文献1には、紫外線吸収部材としてベンゾフェノンなどを有する樹脂を光入射面に設けることにより、太陽電池の特性劣化が抑えられるとしている。しかしながら、このような紫外線吸収部材では、カットしたい波長領域を完全には防ぎきれず、電池内部で自動酸化が起こることが懸念され、また、カットできなかった光により電池内部でおこる自動酸化の連鎖サイクルを直接防止することはできない。   Since the dye-sensitized solar cell uses an organic substance inside the battery, deterioration of characteristics due to ultraviolet rays or heat becomes a problem. On the other hand, for example, in Patent Document 1 described below, the deterioration of the characteristics of the solar cell can be suppressed by providing a resin having benzophenone or the like as an ultraviolet absorbing member on the light incident surface. However, in such an ultraviolet absorbing member, the wavelength region to be cut cannot be completely prevented, and there is a concern that auto-oxidation occurs inside the battery, and a chain of auto-oxidation that occurs inside the battery due to the light that could not be cut. The cycle cannot be prevented directly.

ところで、従来、上記電解質層は、半導体電極と対極との間に、酸化還元体を含む電解液を注入することにより形成されていたが、このような液状の電解質層からの液漏れを防止するため、電解質層をゲル状又は固体状の電解質で形成することが提案されている(例えば、下記特許文献2,3参照)。このようなゲル状又は固体状の電解質においては、電解質が黄変化することによって可視光の吸収が妨げられるによる性能劣化の問題だけでなく、ゲル化剤や固体化剤からなる網目構造体が酸化劣化することによる電解質の液状化の問題も懸念される。   Conventionally, the electrolyte layer has been formed by injecting an electrolytic solution containing a redox body between the semiconductor electrode and the counter electrode, but prevents such liquid leakage from the liquid electrolyte layer. For this reason, it has been proposed to form the electrolyte layer with a gel-like or solid electrolyte (see, for example, Patent Documents 2 and 3 below). In such a gel-like or solid electrolyte, not only the problem of performance deterioration due to the absorption of visible light being hindered by yellowing of the electrolyte but also the network structure composed of the gelling agent and the solidifying agent is oxidized. There is also concern about the problem of liquefaction of the electrolyte due to deterioration.

なお、下記特許文献4には、半導体電極に含有される色素の酸化を防止するために、電解質に酸化防止剤などの安定化剤を添加することが提案されている。また、同文献には、電解質に酸化防止剤を添加することによる付加的効果として、電解質自体の劣化防止についても記載されている。しかしながら、同文献において、実際の実施例で取り扱われている電解質は液状の電解質であって、ゲル状又は固体状の電解質における液状化の問題については何ら開示されていない。
特開平11−345991号公報 特開2002−289271号公報 特開2002−289272号公報 特開2004−39292号公報
Patent Document 4 listed below proposes adding a stabilizer such as an antioxidant to the electrolyte in order to prevent oxidation of the dye contained in the semiconductor electrode. The document also describes prevention of deterioration of the electrolyte itself as an additional effect of adding an antioxidant to the electrolyte. However, in this document, the electrolyte handled in the actual embodiment is a liquid electrolyte, and there is no disclosure about the problem of liquefaction in a gel or solid electrolyte.
JP-A-11-345991 JP 2002-289271 A JP 2002-289272 A JP 2004-39292 A

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、ゲル状又は固体状の電解質の液状化を防止し、また黄変による光吸収ロスを低減して、耐久性に優れる光電変換素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points. A photoelectric conversion element having excellent durability by preventing liquefaction of a gel-like or solid electrolyte and reducing light absorption loss due to yellowing is provided. The purpose is to provide.

上記課題を解決する本発明に係る光電変換素子は、半導体電極と、対極と、両極間に保持された電解質層とを備え、前記電解質層が、ポリオキシアルキレン鎖を持つ化合物でゲル化又は固体化されたゲル状又は固体状電解質からなり、該電解質には光安定剤が含有されているものである。   The photoelectric conversion element according to the present invention that solves the above problems includes a semiconductor electrode, a counter electrode, and an electrolyte layer held between the two electrodes, and the electrolyte layer is gelled or solid with a compound having a polyoxyalkylene chain. It is made of a gelled or solid electrolyte, and the electrolyte contains a light stabilizer.

本発明に係る光電変換素子において、前記電解質には更に酸化防止剤が含有されていることが好ましい。   In the photoelectric conversion element according to the present invention, the electrolyte preferably further contains an antioxidant.

また、本発明に係る光電変換素子においては、前記光安定剤がヒンダードアミン系光安定剤であり、前記酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤であることが好ましい。   Moreover, in the photoelectric conversion element which concerns on this invention, it is preferable that the said light stabilizer is a hindered amine type light stabilizer, and the said antioxidant is a phenolic antioxidant.

本発明によれば、アルキレンオキサイド系のゲル状又は固体状電解質からなる電解質層において、電解質に光安定剤を添加したことにより、電解質の液状化を抑制することができる。また、ゲル状又は固体状電解質の黄変による光電変換素子の光吸収ロスを低減することができる。よって、ゲル状又は固体状電解質からなる電解質層の長期安定性を向上することができる。   According to the present invention, liquefaction of an electrolyte can be suppressed by adding a light stabilizer to the electrolyte in an electrolyte layer made of an alkylene oxide gel or solid electrolyte. In addition, light absorption loss of the photoelectric conversion element due to yellowing of the gel or solid electrolyte can be reduced. Therefore, the long-term stability of the electrolyte layer made of a gel or solid electrolyte can be improved.

以下に本発明に係る光電変換素子の詳細について説明する。   Details of the photoelectric conversion element according to the present invention will be described below.

本発明の光電変換素子は、半導体電極と、対極と、両極間に保持された電解質層とを備えてなるものである。好ましくは、導電性基材上に色素を吸着した半導体(例えばn型半導体)からなる光電変換層を持つ半導体電極と、該半導体電極に相対向して設けられた導電性基材からなる対極と、これら半導体電極と対極との間に保持された電解質層とを備えてなる色素増感型光電変換素子である。   The photoelectric conversion element of the present invention comprises a semiconductor electrode, a counter electrode, and an electrolyte layer held between both electrodes. Preferably, a semiconductor electrode having a photoelectric conversion layer made of a semiconductor (for example, an n-type semiconductor) having a dye adsorbed on the conductive base material, and a counter electrode made of a conductive base material provided opposite to the semiconductor electrode A dye-sensitized photoelectric conversion element comprising an electrolyte layer held between these semiconductor electrodes and a counter electrode.

電解質層は、本発明においては、ポリオキシアルキレン鎖を持つ化合物でゲル化又は固体化されたアルキレンオキサイド系のゲル状又は固体状電解質からなる。ここで、ゲル状電解質とは、ゲル化剤が架橋反応することで形成された網目構造体に、酸化還元体及びこれを溶解可能な溶媒が保持されているものであり、例えば、酸化還元体及びこれを溶解可能な溶媒を含む電解液を、上記化合物を含むゲル化剤を用いてゲル化させることにより得られる。また、溶媒とゲル化剤を含有する溶媒溶液をゲル化させた後、酸化還元体を含む最終組成の電解液中で液交換することにより、同様のゲル状電解質を得ることもできる。固体状電解質とは、上記化合物を含む固体化剤に酸化還元体を溶解させたものを架橋反応させることで得られるものであり、固体化剤が架橋反応することで形成された網目構造体に上記酸化還元体が保持されてなる高分子固体電解質である。   In the present invention, the electrolyte layer is composed of an alkylene oxide gel or solid electrolyte gelled or solidified with a compound having a polyoxyalkylene chain. Here, the gel electrolyte is one in which a redox body and a solvent capable of dissolving it are held in a network structure formed by a crosslinking reaction of a gelling agent. And the electrolyte solution containing the solvent which can melt | dissolve this is gelatinized using the gelatinizer containing the said compound. Moreover, after gelatinizing the solvent solution containing a solvent and a gelatinizer, the same gel electrolyte can also be obtained by carrying out liquid exchange in the electrolyte solution of the final composition containing a redox body. The solid electrolyte is obtained by crosslinking reaction of a redox substance dissolved in a solidifying agent containing the above compound. The solid electrolyte is formed into a network structure formed by crosslinking reaction of the solidifying agent. A solid polymer electrolyte in which the redox substance is retained.

かかるゲル化剤又は固体化剤としては、ポリオキシアルキレン鎖を持つ化合物を含み、電解質をゲル化又は固体化できるものであれば特に限定されず、通常はポリオキシアルキレン鎖を持つポリマー前駆体(ポリマーゲル化剤)が用いられる。例えば、(1)特開平5−109311号公報や特開平11−176452号公報に開示された、三官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキサイド重合体や、四官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキサイド重合体などのアルキレンオキサイド重合体鎖を有するアクリロイル変性高分子化合物が挙げられる。(2)また、少なくとも一種類のイソシアネート基を有する化合物Aと、少なくとも一種のイソシアネート基と反応性のある化合物Bとを含み、化合物Aと化合物Bのうち少なくとも一種類がポリオキシアルキレン鎖を持つものが挙げられる(上記特許文献2,3参照)。ポリオキシアルキレン鎖を持つ化合物としては、分子量500〜50,000の高分子構造を有する化合物が好ましく用いられる
上記(1)の三官能性又は四官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキサイド重合体は、例えば、三官能性の場合にはグリセロールやトリメチロールプロパン等を、四官能性の場合にはジグリセリンやペンタエリスリトール等を、それぞれ出発物質として、これらにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加させ、さらにアクリル酸、メタクリル酸等の不飽和有機酸をエステル化反応させるか、又はアクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド等の酸クロリド類を脱塩酸反応させることによって得られる化合物である。
Such a gelling agent or solidifying agent is not particularly limited as long as it contains a compound having a polyoxyalkylene chain and can gel or solidify an electrolyte. Usually, a polymer precursor having a polyoxyalkylene chain ( Polymer gelling agent) is used. For example, (1) alkylenes such as trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymers and tetrafunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymers disclosed in JP-A-5-109311 and JP-A-11-176442 Examples include acryloyl-modified polymer compounds having an oxide polymer chain. (2) In addition, it includes compound A having at least one type of isocyanate group and compound B that is reactive with at least one type of isocyanate group, and at least one of compound A and compound B has a polyoxyalkylene chain. (See Patent Documents 2 and 3 above). As the compound having a polyoxyalkylene chain, a compound having a polymer structure having a molecular weight of 500 to 50,000 is preferably used. The trifunctional or tetrafunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer of the above (1) is, for example, In the case of trifunctionality, glycerol, trimethylolpropane, etc., in the case of tetrafunctionality, diglycerin, pentaerythritol, etc. are used as starting materials, respectively, and alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide are added thereto, Furthermore, it is a compound obtained by esterifying an unsaturated organic acid such as acrylic acid or methacrylic acid, or by dehydrochlorinating an acid chloride such as acrylic acid chloride or methacrylic acid chloride.

上記(2)の化合物Aとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート;イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート等の脂環族イソシアネートが挙げられ、これらの2量体、3量体などの多量体又は変性体であってもよい。また、低分子アルコールとこれらイソシアネートのアダクト体、更には、ポリオキシアルキレンとこれらイソシアネートをあらかじめ付加反応させた化合物が挙げられる。化合物Bとしては、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基などの活性水素基を有する化合物が挙げられ、より具体的には、カルボキシル基を有する化合物としては、ヘキサン酸、アジピン酸、フタル酸、アゼライン酸などのカルボン酸;ヒドロキシル基を有する化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ショ糖などのアルコール;アミノ基を有する化合物としては、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジエチレントリアミンなどのアミンなどがそれぞれ挙げられる。また、化合物Bとしては、上記のような活性水素基を一分子中に一つ以上有し、かつポリオキシアルキレン鎖を有する化合物も挙げられる。   Examples of the compound A of (2) include aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate; aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate and trimethylhexamethylene diisocyanate; fats such as isophorone diisocyanate and cyclohexyl diisocyanate. Examples thereof include cyclic isocyanates, which may be multimers such as dimers and trimers, or modified products. Further, low molecular alcohols and adducts of these isocyanates, and compounds obtained by addition reaction of polyoxyalkylene and these isocyanates in advance can be mentioned. Examples of the compound B include compounds having an active hydrogen group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, and an amino group. More specifically, examples of the compound having a carboxyl group include hexanoic acid, adipic acid, phthalic acid, and azelaic acid. Carboxylic acids such as: hydroxyl group-containing compounds such as ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, sucrose alcohols; amino group-containing compounds such as ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethanediamine, diethylenetriamine, etc. Each of the amines can be mentioned. Compound B also includes a compound having one or more active hydrogen groups as described above in one molecule and a polyoxyalkylene chain.

電解質を構成する酸化還元体としては、一般に電池や太陽電池などにおいて使用することができるものであればよく、中でも、ヨウ素分子とヨウ化物との組み合わせ、臭素分子と臭化物との組み合わせなどのハロゲン二原子分子とハロゲン化物塩との組み合わせが好ましい。酸化還元体の濃度は、通常0.1〜10mol/Lであり、より好ましくは0.1〜5mol/Lである。   The redox compound constituting the electrolyte is not particularly limited as long as it can be generally used in a battery, a solar battery, etc. Among them, a halogen dioxide such as a combination of iodine molecules and iodide, a combination of bromine molecules and bromide, and the like. A combination of atomic molecules and halide salts is preferred. The density | concentration of a redox body is 0.1-10 mol / L normally, More preferably, it is 0.1-5 mol / L.

上記溶媒としては、酸化還元体を溶解できる化合物であれば、特に制限はない。例えば、有機溶媒として、メトキシプロピオニトリルやアセトニトリルなどのニトリル化合物、γ−ブチロラクトンやバレロラクトンなどのラクトン化合物、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、ジオキサンやジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテルなどのエーテル類、メタノール、エタノールなどのアルコール類、更にはイミダゾール類などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で、又は2種以上混合して使用することができる。   The solvent is not particularly limited as long as it is a compound that can dissolve the redox substance. For example, as an organic solvent, nitrile compounds such as methoxypropionitrile and acetonitrile, lactone compounds such as γ-butyrolactone and valerolactone, carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, ethers such as dioxane, diethyl ether and ethylene glycol dialkyl ether , Alcohols such as methanol and ethanol, imidazoles, and the like. These may be used alone or in admixture of two or more.

また、上記溶媒としては、イオン性液体、即ち溶融塩を用いることもできる。イオン性液体としては、「Inorg. Chem.」1996, 35, p1168-1178、「Electrochemistry」2002.2, p130-136、特表平9−507334号公報、特開平8−259543号公報などに開示されている公知の電池や太陽電池などにおいて一般的に使用することができるものであれば、特に限定されないが、室温(25℃)より低い融点を有する塩か、または室温よりも高い融点を有しても、他の溶融塩や溶融塩以外の添加物を溶解させることにより室温で液状化する塩が好ましく用いられる。   Further, as the solvent, an ionic liquid, that is, a molten salt can be used. Examples of the ionic liquid are disclosed in “Inorg. Chem.” 1996, 35, p1168-1178, “Electrochemistry” 2002.2, p130-136, JP-T-9-507334, JP-A-8-259543, and the like. Although it will not specifically limit if it can generally be used in the well-known battery, solar cell, etc. which have a melting point lower than room temperature (25 degreeC) or higher than room temperature. However, a salt that liquefies at room temperature by dissolving other molten salt or additives other than the molten salt is preferably used.

具体的には、溶融塩のカチオンとしては、アンモニウム、イミダゾリウム、オキサゾリウム、チアゾリウム、ピペリジニウム、ピラゾリウム、イソオキサゾリウム、チアジアゾリウム、オキサジアゾリウム、トリアゾリウム、ピロリジニウム、ピリジニウム、ピリミジニウム、ピリダジニウム、ピラジニウム、トリアジニウム、ホスホニウム、スルホニウム、カルバゾリウム、インドリウム、及びこれらの誘導体が好ましく、特に好ましくは、アンモニウム、イミダゾリウム、ピリジニウム、ピペリジニウム、ピラゾリウム、スルホニウムである。また、溶融塩のアニオンとしては、AlCl 、AlCl などの金属塩化物、PF 、BF 、CFSO 、N(CFSO 、F(HF) 、CFCOOなどのフッ素含有物、NO 、CHCOO、C11COO、CHOSO 、CHOSO 、CHSO 、CHSO 、(CHO)PO などの非フッ素化合物、ヨウ素、臭素などのハロゲン化物などが挙げられる。 Specifically, as the cation of the molten salt, ammonium, imidazolium, oxazolium, thiazolium, piperidinium, pyrazolium, isoxazolium, thiadiazolium, oxadiazolium, triazolium, pyrrolidinium, pyridinium, pyrimidinium, pyridazinium, pyrazinium, Triazinium, phosphonium, sulfonium, carbazolium, indolium, and derivatives thereof are preferable, and ammonium, imidazolium, pyridinium, piperidinium, pyrazolium, and sulfonium are particularly preferable. The anion of the molten salt includes metal chlorides such as AlCl 4 and Al 2 Cl 7 , PF 6 , BF 4 , CF 3 SO 3 , N (CF 3 SO 2 ) 2 , F ( HF) Fluorine-containing materials such as n and CF 3 COO , NO 3 , CH 3 COO , C 6 H 11 COO , CH 3 OSO 3 , CH 3 OSO 2 , CH 3 SO 3 , CH Non-fluorine compounds such as 3 SO 2 and (CH 3 O) 2 PO 2 , halides such as iodine and bromine, and the like.

溶媒としては、上記の中でも、ニトリル化合物もしくは常温溶融塩を用いることがより好ましい。   Among these, as the solvent, it is more preferable to use a nitrile compound or a room temperature molten salt.

本発明では、以上よりなる電解質に光安定剤が添加される。光安定剤を電解質中に含有させることにより、直接電解質の劣化を防止することでき、また電解質の黄変を防止して、可視光の光吸収ロスを低減することができる。   In the present invention, a light stabilizer is added to the electrolyte composed of the above. By including the light stabilizer in the electrolyte, it is possible to directly prevent deterioration of the electrolyte, to prevent yellowing of the electrolyte, and to reduce visible light absorption loss.

本発明の光安定剤は、紫外線吸収剤も含む概念であり、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、オキザリックアシッド系、ヒンダードアミン系、サリチル酸エステル系、ヒドロキシベンゾエート系、ベンゾエート系、カーバメート系などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上併用することもできる。好ましくは、ヒンダードアミン系光安定剤を用いることであり、この光安定化剤であれば、電解質の自動酸化劣化の開始反応を抑制するとともに、自動酸化の連鎖反応を停止することができ、また、アルキレンオキサイド系のゲル状又は固体状電解質の液状化を特に効果的に抑制することができる。また、ヒンダードアミン系光安定剤とともに、サリチル酸エステル系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ヒドロキシベンゾエート系、ベンゾエート系、シアノアクリレート系、カーバメート系などの紫外線吸収剤を併用することも有効である。   The light stabilizer of the present invention is a concept including an ultraviolet absorber, for example, benzophenone, benzotriazole, cyanoacrylate, oxalic acid, hindered amine, salicylic acid ester, hydroxybenzoate, benzoate, Carbamate type | system | group etc. are mentioned, These can also be used individually or in combination with 2 or more types, respectively. Preferably, a hindered amine light stabilizer is used. With this light stabilizer, the autooxidation degradation initiation reaction of the electrolyte can be suppressed, and the autooxidation chain reaction can be stopped. The liquefaction of the alkylene oxide-based gel or solid electrolyte can be particularly effectively suppressed. It is also effective to use a UV absorber such as a salicylic acid ester, benzophenone, benzotriazole, hydroxybenzoate, benzoate, cyanoacrylate, or carbamate together with a hindered amine light stabilizer.

上記ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ニトリロアセテート、コハク酸−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)エステル、コハク酸ジメチル・1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5トリアジン縮合物、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸エステル等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上併用して用いることができる。   Examples of the hindered amine light stabilizer include bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, tris (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) nitriloacetate, succinic acid-bis (2,2,6,6- Tetramethyl-4-piperidyl) ester, dimethyl succinate 1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate, N, N′-bis (3- Aminopropyl) ethylenediamine-2,4-bis [N-butyl-N- (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) amino] -6-chloro-1,3 Examples include triazine condensate, tetrakis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid ester, and these may be used alone or in combination of two or more. Can be used.

上記紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(t−ブチル)フェノール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、5−クロロ−2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ペンチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾオリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−(3,4,5,6−テトラヒドロファサリミディルメチルフェノール、2−(2−ジ−ヒドロキシ−5−t−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、1,4−ビス(4−ベンゾール−3−ヒドロキシフェノキ)−ブタン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、5−クロロ−2−(3,5−ジ−sec−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(I−メチル−I−フェニルエチル)フェノール、2,4−ジ−t−6−(5−クロロベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−t−ペンチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−1,1,3,3‐テトラメチルブチル)フェノール、2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン5−サルフォニック酸トリハイドレート、2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシベンゾフェノン、4−ドデシルオキシ−2−ハイドロベンゾフェノン、4−ベンジルオキシ−2−ハイドロベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラハイドロベンゾフェノン、2,2’−ジハイドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、フェニルサリシレート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、エチル2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、2’−エチルヘキシル2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、[2,2’−チオビス(4−t−オクチルフェノレート)]−2−エチルヘキシルアミン、2’,4’−ジ−t−ブチルフェニル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール、オクタベンゼン、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエートが挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上併用して用いることができる。   Examples of the ultraviolet absorber include 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -p-cresol, 2- [5-chloro (2H) -benzotriazol-2-yl] -4-methyl-6 (T-butyl) phenol, 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) -2H-benzotriazole, 5-chloro-2- (3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl) -2H- Benzotriazole, 2- (3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl) -5-chloro-2H-benzotriazole, 2- (3,5-di-tert-pentyl-2-hydroxyphenyl)- 2H-benzotriazole, 2- (3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl) -2H-benzotriazole, 2- (2H-benzooliazol-2-yl)- -Methyl-6- (3,4,5,6-tetrahydrofasalimidylmethylphenol, 2- (2-di-hydroxy-5-t-octylphenyl) -2H-benzotriazole, 1,4-bis (4 -Benzol-3-hydroxyphenoxy) -butane, 2- (2-hydroxy-4-octylphenyl) -2H-benzotriazole, 5-chloro-2- (3,5-di-sec-butyl-2-hydroxyphenyl) ) -2H-benzotriazole, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4,6-bis (I-methyl-I-phenylethyl) phenol, 2,4-di-t-6- (5- Chlorobenzotriazol-2-yl) phenol, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4,6-di-t-pentylphenol, 2- (2H-ben Triazol-2-yl) -4-1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenol, 2,2′-methylenebis [6- (2H-benzotriazol-2-yl) -4- (1,1, 3,3-tetramethylbutyl) phenol, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone 5-sulfonic acid trihydrate, 2-hydroxy-4-octyl Oxybenzophenone, 4-dodecyloxy-2-hydrobenzophenone, 4-benzyloxy-2-hydrobenzophenone, 2,2 ', 4,4'-tetrahydrobenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'- Dimethoxybenzophenone, phenyl salicylate, 4-t-butylphenyl salicylate Sylate, ethyl 2-cyano-3,3′-diphenyl acrylate, 2′-ethylhexyl 2-cyano-3,3′-diphenyl acrylate, [2,2′-thiobis (4-t-octylphenolate)]-2 -Ethylhexylamine, 2 ', 4'-di-t-butylphenyl 3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzoate, 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazine-2- Yl) -5-[(hexyl) oxy] -phenol, octabenzene, 2,4-di-tert-butylphenyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoate, each of which is used alone Or in combination of two or more.

上記電解質には光安定剤とともに酸化防止剤が添加されることが好ましい。酸化防止剤を含有させることにより、ゲル状又は固体状電解質の液状化を一層効果的に抑制することができる。酸化防止剤としては、例えば、フェノール系、リン系、硫黄系等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上併用することもできる。   It is preferable that an antioxidant is added to the electrolyte together with the light stabilizer. By containing an antioxidant, liquefaction of the gel or solid electrolyte can be more effectively suppressed. As antioxidant, a phenol type, phosphorus type, sulfur type etc. are mentioned, for example, These can also be used individually or in combination of 2 or more types, respectively.

フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2−t−ブチル−4−メトキシフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシメチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−(N,N’−ジメチルアミノメチル)フェノール、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)プロッピオネート、2,4−ビス(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、スチレン化フェノール、スチレン化クレゾール、ビタミンE、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−ジヒドロキシ−3,3’−ジ(α−メチルシクロヘキシル)−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、2,2’−エチリデン−ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−ブチリデン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6’−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,6−ビス[2−(3,5−ジ−t−ブチル−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]ヘキサン、トリエチレングリコール−ビス−3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニトリル]ヒドラジン、N,N’−ヘキサメチレンビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナミド、2,2’−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−チオジエチレンビス−[3(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]などが挙げられる。   Examples of phenolic antioxidants include 2,6-di-t-butylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2-t-butyl-4-methoxyphenol, 2,4- Dimethyl-6-t-butylphenol, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-hydroxy Methylphenol, 2,6-di-t-butyl-4- (N, N′-dimethylaminomethyl) phenol, pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate , N-octadecyl-β- (4′-hydroxy 3 ′, 5′-di-t-butylphenyl) propionate, 2,4-bis (n-octylthio) -6- (4-hydro Cis-3 ', 5'-di-t-butylanilino) -1,3,5-triazine, styrenated phenol, styrenated cresol, vitamin E, 2-t-butyl-6- (3'-t-butyl- 5′-methyl-2′-hydroxybenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-t) -Butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-cyclohexylphenol), 2,2′-dihydroxy-3,3′-di (α-methylcyclohexyl) -5,5′-dimethyldiphenylmethane, 2, 2,2′-ethylidene-bis (2,4-di-tert-butylphenol), 2,2′-butylidene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4 , 4′-methylenebis (2,6′-di-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 1,6-bis [2- (3,5-diphenol) -T-butyl-hydroxyphenyl) propionate] hexane, triethyleneglycol-bis-3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate, N, N'-bis [3- (3 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionitrile] hydrazine, N, N′-hexamethylenebis- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamide, 2,2 ′ -Thiobis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2-thiodiethylenebis- [3 (3,5 -Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] and the like.

リン系酸化防止剤としては、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−メチルフェニル]エチルエステル亜リン酸、トリフェニルホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、ジクレジルホスファイト等が挙げられる。   Phosphorus antioxidants include tris (nonylphenyl) phosphite, bis [2,4-bis (1,1-dimethylethyl) -6-methylphenyl] ethyl ester phosphorous acid, triphenyl phosphite, diphenyldecyl Examples thereof include phosphite and dicresyl phosphite.

硫黄系酸化防止剤としては、ジラウリル3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート等が挙げられる。   Examples of the sulfur-based antioxidant include dilauryl 3,3'-thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, and the like.

これらの光安定剤及び酸化防止剤の配合量としては、上記ゲル化剤又は固体化剤に対する比率として、光安定剤が50〜20000ppm、酸化防止剤が50〜20000ppmであることが好ましい。また、光安定剤と酸化防止剤との間では、光安定剤の方が多くなるように配合することが好ましい。   The blending amounts of these light stabilizer and antioxidant are preferably 50 to 20000 ppm for the light stabilizer and 50 to 20000 ppm for the antioxidant as a ratio to the gelling agent or solidifying agent. Moreover, it is preferable to mix | blend so that the direction of a light stabilizer may increase between a light stabilizer and antioxidant.

これらの光安定化剤や酸化防止剤は、上記ゲル化剤又は固定化剤自体に含有されていることが好ましい。これにより、ゲル化剤や固体化剤の劣化が防止され、保存安定性に優れるとともに、電解質を作製する際に光安定化剤や酸化防止剤を別途添加する必要がなくなるので、光電変換素子の作製工程の簡略化も図られる。   These light stabilizers and antioxidants are preferably contained in the gelling agent or the fixing agent itself. As a result, deterioration of the gelling agent and solidifying agent is prevented, the storage stability is excellent, and it is not necessary to separately add a light stabilizer or an antioxidant when preparing the electrolyte. The manufacturing process can be simplified.

上記半導体電極については、導電性基材上に多孔性半導体層を形成し、該多孔性半導体層に色素を吸着させることにより上記光電変換層を形成することができる。   About the said semiconductor electrode, the said photoelectric converting layer can be formed by forming a porous semiconductor layer on a conductive base material, and making a pigment | dye adsorb | suck to this porous semiconductor layer.

上記導電性基材としては、透明導電膜を持つ基材が用いられ、該基材としては、例えば、ガラス基板、プラスチック基板などが挙げられ、中でも透明性が高く表面抵抗の低いガラス基板(透明基板)が特に好ましい。また、透明導電膜としては、特に限定されるものではないが、例えばITO(インジウム−錫酸化物)、SnOなどの透明導電膜が好ましい。これら電極は真空蒸着等の方法で形成可能であり、膜厚等は適宜選択することができる。 As the conductive substrate, a substrate having a transparent conductive film is used. Examples of the substrate include a glass substrate and a plastic substrate. Among them, a glass substrate (transparent with high transparency and low surface resistance). Substrate) is particularly preferred. The transparent conductive film is not particularly limited, but for example, a transparent conductive film such as ITO (indium-tin oxide) or SnO 2 is preferable. These electrodes can be formed by a method such as vacuum deposition, and the film thickness and the like can be appropriately selected.

上記多孔性半導体層を構成する多孔性半導体としては、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、などの公知の半導体が挙げられ、これらの多孔性半導体は、2種類以上を混合して用いることもできる。これらの中でも、変換効率、安定性、安全性の点から酸化チタンが特に好ましい。このような酸化チタンの例としては、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、無定形酸化チタン、メタチタン酸、オルソチタン酸などの種々の酸化チタン、含酸化チタン複合体などが挙げられ、これらは1種類又は2種類以上が適宜使用可能であり、アナターゼ型酸化チタンが特に好ましい。   Examples of the porous semiconductor constituting the porous semiconductor layer include known semiconductors such as titanium oxide, zinc oxide, barium titanate, and strontium titanate. These porous semiconductors are a mixture of two or more types. Can also be used. Among these, titanium oxide is particularly preferable in terms of conversion efficiency, stability, and safety. Examples of such titanium oxide include anatase-type titanium oxide, rutile-type titanium oxide, amorphous titanium oxide, various titanium oxides such as metatitanic acid and orthotitanic acid, and titanium-containing titanium oxide complexes. One or more types can be used as appropriate, and anatase-type titanium oxide is particularly preferable.

多孔性半導体は、粒子状、膜状など種々の形態のものを用いることができるが、導電性基材上に形成された膜状の多孔性半導体であることが好ましい。かかる膜状の多孔性半導体を導電性基材上に形成する方法としては、公知の種々の方法を使用することができる。   The porous semiconductor may be in various forms such as particles and films, but is preferably a film-like porous semiconductor formed on a conductive substrate. As a method for forming such a film-like porous semiconductor on a conductive substrate, various known methods can be used.

具体的には、(1)導電性基材上に半導体粒子を含有する懸濁液を塗布し、乾燥・焼成する方法、(2)導電性基材上に所望の原料ガスを用いたCVD法またはMOCVD法などにより半導体膜を成膜する方法、(3)原料固体を用いたPVD法、蒸着法、スパッタリング法またはゾル−ゲル法などにより半導体膜を形成する方法、および、(4)電気化学的酸化還元反応により形成する方法などが挙げられる。   Specifically, (1) a method of applying a suspension containing semiconductor particles on a conductive substrate, drying and firing, and (2) a CVD method using a desired source gas on the conductive substrate. Or a method of forming a semiconductor film by MOCVD method, etc., (3) a method of forming a semiconductor film by PVD method, vapor deposition method, sputtering method or sol-gel method using raw material solids, and (4) electrochemical For example, a method of forming by a redox reaction.

なお、多孔性半導体膜の膜厚は、5〜25μm程度が望ましい。また変換効率を向上させるためには、膜状の多孔性半導体に、後述する色素をより多く吸着させることが必要である。このために、膜状の多孔性半導体は比表面積が大きなものが望ましく、具体的には10〜200m/g程度が好ましい。 The film thickness of the porous semiconductor film is desirably about 5 to 25 μm. In addition, in order to improve the conversion efficiency, it is necessary to adsorb more dye, which will be described later, to the film-like porous semiconductor. For this reason, it is desirable that the film-like porous semiconductor has a large specific surface area, specifically about 10 to 200 m 2 / g.

上述の粒子状の半導体としては、市販されているもののうち適当な平均粒径、例えば1nm〜500nm程度の平均粒径を有する単一または化合物半導体の粒子などが使用可能である。また、この半導体粒子を懸濁させるために使用される溶媒の例としては、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのグライム系溶媒、イソプロピルアルコールなどのアルコール系、イソプロピルアルコール/トルエンなどの混合溶媒、水などが挙げられる。   As the above-mentioned particulate semiconductor, single or compound semiconductor particles having an appropriate average particle diameter among commercially available ones, for example, an average particle diameter of about 1 nm to 500 nm can be used. Examples of the solvent used for suspending the semiconductor particles include glyme solvents such as ethylene glycol monomethyl ether, alcohols such as isopropyl alcohol, mixed solvents such as isopropyl alcohol / toluene, water, and the like. It is done.

上述の多孔性半導体の乾燥および焼成は、使用する導電性基材や半導体粒子の種類により、温度、時間、雰囲気などを適宜調整して行う。一般的な例では、大気下または不活性ガス雰囲気下、50〜800℃程度の温度範囲内で、10秒から12時間程度行う。この乾燥および焼成は、単一の温度で1回のみ行ってもよく、または温度を変化させて2回以上行うこともできる。   The above-described porous semiconductor is dried and fired by appropriately adjusting the temperature, time, atmosphere, and the like according to the type of conductive base material and semiconductor particles used. In a general example, it is performed for about 10 seconds to 12 hours in a temperature range of about 50 to 800 ° C. in the air or in an inert gas atmosphere. This drying and baking may be performed only once at a single temperature, or may be performed twice or more by changing the temperature.

多孔性半導体層上に光増感剤として機能する色素を吸着させる方法としては、例えば導電性基材上に形成された多孔性半導体層を、色素を溶解した溶液に浸漬する方法が挙げられる。   Examples of a method for adsorbing a dye functioning as a photosensitizer on the porous semiconductor layer include a method of immersing a porous semiconductor layer formed on a conductive substrate in a solution in which the dye is dissolved.

ここで使用することができる色素は、種々の可視光領域および赤外光領域に吸収を持つものであって、半導体層に強固に吸着させるために、色素分子中にカルボキシル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基、スルホン酸基、エステル基、メルカプト基、ホスホニル基などのインターロック基を有するものが好ましい。インターロック基は、励起状態の色素と半導体の導電体との間の電子移動を容易にする電気的結合を供給するものである。これらインターロック基を含有する色素としては、例えば、ルテニウムビピリジン系色素、アゾ系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポリフィリン系色素、フタロシアニン系色素、ベリレン系色素、インジゴ系色素、ナフタロシアニン系色素などが挙げられる。   Dyes that can be used here have absorption in various visible light regions and infrared light regions, and in order to adsorb firmly to the semiconductor layer, carboxyl groups, alkoxy groups, hydroxyl groups in the dye molecules. Those having an interlock group such as a group, a hydroxyalkyl group, a sulfonic acid group, an ester group, a mercapto group, and a phosphonyl group are preferred. The interlock group provides an electrical bond that facilitates electron transfer between the excited dye and the semiconductor conductor. Examples of the dye containing an interlock group include ruthenium bipyridine dyes, azo dyes, quinone dyes, quinone imine dyes, quinacridone dyes, squarylium dyes, cyanine dyes, merocyanine dyes, and triphenylmethane dyes. And dyes, xanthene dyes, porphyrin dyes, phthalocyanine dyes, berylene dyes, indigo dyes, naphthalocyanine dyes, and the like.

色素を溶解するために用いる溶媒の例としては、エタノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトニトリルなどの窒素化合物、クロロホルムなどのハロゲン化脂肪族炭化水素、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼンなどの芳香族炭化水素、酢酸エチルなどのエステル類などが挙げられる。溶液中の色素濃度は、使用する色素および溶媒の種類により適宜調整することができ、吸着機能を向上させるためには、ある程度高濃度である方が好ましい。例えば、5×10−5mol/L以上の濃度が好ましい。 Examples of the solvent used for dissolving the dye include alcohols such as ethanol, ketones such as acetone, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, nitrogen compounds such as acetonitrile, halogenated aliphatic hydrocarbons such as chloroform, Examples thereof include aliphatic hydrocarbons such as hexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, and esters such as ethyl acetate. The concentration of the dye in the solution can be appropriately adjusted depending on the kind of the dye and the solvent to be used. In order to improve the adsorption function, it is preferable that the concentration is somewhat high. For example, a concentration of 5 × 10 −5 mol / L or more is preferable.

色素を溶解した溶液中に半導体を浸漬する際の、溶液および雰囲気の温度および圧力は特に限定されるものではなく、例としては室温程度かつ大気圧下が挙げられ、浸漬時間は、使用する色素、溶媒の種類、溶液の濃度などにより適宜調整することが好ましい。なお、吸着を効果的に行うには加熱下にて浸漬を行えばよい。   The temperature and pressure of the solution and atmosphere when the semiconductor is immersed in the solution in which the dye is dissolved are not particularly limited, and examples include room temperature and atmospheric pressure, and the immersion time is the dye used. It is preferable to adjust appropriately depending on the type of solvent, the concentration of the solution, and the like. In order to effectively perform the adsorption, the immersion may be performed under heating.

上記対極を構成する導電性基材としては、上記した半導体電極を構成する導電性基材と同様のものを用いることができる。但し、半導体電極で透明である場合、対極を構成する導電性基材は透明基材である必要はない。対極には、通常、半導体電極と相対する面に、レドックス反応の濃度過電圧を下げるため、白金などの貴金属が担持される。白金の担持方法としては、スパッタリング法、スプレー法、ディップ法など公知の種々の方法を採用することができる。   As the conductive substrate constituting the counter electrode, the same conductive substrate as that constituting the semiconductor electrode described above can be used. However, when the semiconductor electrode is transparent, the conductive base material constituting the counter electrode does not need to be a transparent base material. The counter electrode normally carries a noble metal such as platinum on the surface facing the semiconductor electrode in order to reduce the concentration overvoltage of the redox reaction. As a method for supporting platinum, various known methods such as a sputtering method, a spray method, and a dip method can be employed.

図1は、本発明の一実施形態に係る色素増感太陽電池の基本構造を示す断面模式図である。図示するように、この色素増感太陽電池は、光透過性を有する透明基板(1)、この透明基板(1)の表面に形成された光透過性を有する透明導電膜(2)、および、透明導電膜(2)上に形成された色素を吸着した多孔性半導体層である光電変換層(3)からなる半導体電極(8)と、この半導体電極(8)と相対向する位置に設けられた対極(9)と、半導体電極(8)と対極(9)との間に保持された電解質層(4)とを備えてなる。対極(9)は、導電膜(6)が形成された透明基板又は支持基板(7)からなり、この導電膜(6)の表面に白金触媒層(5)が形成されている。そして、本実施形態では、電解質層(4)が、アルキレンオキサイド系のゲル状又は固体状電解質からなり、該電解質に光安定剤と好ましくは酸化防止剤が添加されている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the basic structure of a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the dye-sensitized solar cell includes a transparent substrate (1) having light transmittance, a transparent conductive film (2) having light transmittance formed on the surface of the transparent substrate (1), and A semiconductor electrode (8) composed of a photoelectric conversion layer (3), which is a porous semiconductor layer adsorbing a dye formed on the transparent conductive film (2), and provided at a position facing the semiconductor electrode (8). The counter electrode (9) and the electrolyte layer (4) held between the semiconductor electrode (8) and the counter electrode (9) are provided. The counter electrode (9) is composed of a transparent substrate or a support substrate (7) on which a conductive film (6) is formed, and a platinum catalyst layer (5) is formed on the surface of the conductive film (6). In this embodiment, the electrolyte layer (4) is made of an alkylene oxide gel or solid electrolyte, and a light stabilizer and preferably an antioxidant are added to the electrolyte.

かかる構造を持つ太陽電池において、透明基板(1)側から太陽光が照射されると、太陽光は、透明基板(1)、透明導電膜(2)を透過して、光電変換層(3)に吸着された色素に照射され、色素は光を吸収して励起する。この励起によって発生した電子は光電変換層(3)から透明導電膜(2)に移動する。透明導電膜(2)へ移動した電子は、外部回路を通じて対極(9)に移動し、対極(9)から電荷輸送層(4)を通って色素に戻る。このようにして電流が流れ、太陽電池を構成することができる。   In the solar cell having such a structure, when sunlight is irradiated from the transparent substrate (1) side, the sunlight is transmitted through the transparent substrate (1) and the transparent conductive film (2), and the photoelectric conversion layer (3). The dye adsorbed on the substrate is irradiated, and the dye absorbs light and is excited. Electrons generated by this excitation move from the photoelectric conversion layer (3) to the transparent conductive film (2). The electrons that have moved to the transparent conductive film (2) move to the counter electrode (9) through the external circuit, and return from the counter electrode (9) to the dye through the charge transport layer (4). In this way, current flows and a solar cell can be configured.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

(実施例1)
上記した図1に示す積層構造を持つ色素増感太陽電池を次のようにして作製した。
Example 1
A dye-sensitized solar cell having the laminated structure shown in FIG. 1 was produced as follows.

ガラスからなる透明基板(1)上にSnOからなる透明導電膜(2)を真空蒸着により形成し、この透明導電膜(2)上に酸化チタン膜からなる光電変換層(3)を形成した。酸化チタン膜は、市販の酸化チタン懸濁液(Solaronix社製、商品名Ti−Nanoxide D−SP)を使用し、この酸化チタンペーストをスクリーン印刷法で20μm程度の膜厚、10mm×10mm程度の面積で、透明導電膜(2)側に印刷し、450℃で30分間大気中で焼成することにより形成し、これにより、膜厚が14μm程度の酸化チタン膜が得られた。 A transparent conductive film (2) made of SnO 2 was formed on a transparent substrate (1) made of glass by vacuum deposition, and a photoelectric conversion layer (3) made of a titanium oxide film was formed on the transparent conductive film (2). . The titanium oxide film uses a commercially available titanium oxide suspension (product name: Ti-Nanoxide D-SP, manufactured by Solaronix). The area was printed on the transparent conductive film (2) side and baked in the air at 450 ° C. for 30 minutes, whereby a titanium oxide film having a thickness of about 14 μm was obtained.

次にルテニウム色素(小島化学株式会社製、商品名:ルテニウム錯体)を無水エタノールに濃度4×10−4モル/リットルで溶解させ、吸着用色素溶液を調製した。この吸着用色素溶液と、上述で得られた光電変換層(3)と透明導電膜(2)とを具備した透明基板(1)とを容器に入れ、12時間静置し、色素を吸着させた。その後、無水エタノールで数回洗浄し、自然乾燥させた。 Next, ruthenium dye (manufactured by Kojima Chemical Co., Ltd., trade name: ruthenium complex) was dissolved in absolute ethanol at a concentration of 4 × 10 −4 mol / liter to prepare an adsorption dye solution. This adsorption dye solution and the transparent substrate (1) provided with the photoelectric conversion layer (3) and the transparent conductive film (2) obtained above are put in a container and allowed to stand for 12 hours to adsorb the dye. It was. Then, it was washed several times with absolute ethanol and allowed to air dry.

次にゲル中に保持させる電解液を調製した。溶媒としてメトキシプロピオニトリルを用い、0.5モル/リットルのヨウ化リチウムと濃度0.05モル/リットルのヨウ素、0.5モル/リットルの4−t−ブチルピリジンを溶解させたものを電解液とした。この電解液に、表1に示すゲル化剤5重量%と安定剤を加えて電解質溶液を調製した。   Next, an electrolytic solution to be retained in the gel was prepared. Using methoxypropionitrile as a solvent, electrolysis of 0.5 mol / liter lithium iodide, 0.05 mol / liter iodine and 0.5 mol / liter 4-t-butylpyridine dissolved Liquid. An electrolyte solution was prepared by adding 5% by weight of a gelling agent and a stabilizer shown in Table 1 to this electrolytic solution.

そして、透明導電膜(2)を具備した透明基板(1)上の光電変換層(3)をロータリーポンプで約10分間真空引きし、光電変換層上に電解質溶液を滴下し、十分にしみこませた。白金触媒層(5)を具備した対極(9)を設置し、治具にて固定した。その後、80℃で60分間加熱することにより、ゲル状電解質層(7)を具備した太陽電池を作成した。電池を作成後は、エポキシ樹脂にて外界との接触を避ける封止を実施した。   Then, the photoelectric conversion layer (3) on the transparent substrate (1) provided with the transparent conductive film (2) is evacuated with a rotary pump for about 10 minutes, and the electrolyte solution is dropped on the photoelectric conversion layer so that it is sufficiently impregnated. It was. A counter electrode (9) provided with a platinum catalyst layer (5) was installed and fixed with a jig. Then, the solar cell which comprised the gel-like electrolyte layer (7) was created by heating at 80 degreeC for 60 minute (s). After the battery was created, sealing was performed to avoid contact with the outside with an epoxy resin.

なお、ゲル化剤1については、上記に代え、次のようにしてゲル状電解質を作製した。すなわち、溶媒メトキシプロピオニトリルを95重量部と、ゲル化剤1を5重量部と、開始剤としてAIBNを20000ppm含有する溶媒溶液を調製し、上記した他のゲル化剤の場合と同様の方法で加熱硬化させた後、ヨウ化リチウム0.5モル/リットル、ヨウ素0.05モル/リットル、および安定剤を含む最終組成の電解液の溶液中で液交換を実施することにより、安定剤を含有するゲル状電解質を形成した。なお、液交換の条件は50℃×4時間とした。   In addition, about the gelatinizer 1, it replaced with the above and produced the gel electrolyte as follows. Namely, a solvent solution containing 95 parts by weight of the solvent methoxypropionitrile, 5 parts by weight of the gelling agent 1 and 20000 ppm of AIBN as an initiator was prepared, and the same method as in the case of the other gelling agents described above After heat-curing with the above, the stabilizer is obtained by performing a liquid exchange in a solution of an electrolytic solution having a final composition containing lithium iodide 0.5 mol / liter, iodine 0.05 mol / liter, and a stabilizer. The containing gel electrolyte was formed. The liquid exchange conditions were 50 ° C. × 4 hours.

表1中のゲル化剤及び安定剤の詳細については次の通りである。   Details of the gelling agent and stabilizer in Table 1 are as follows.

・ゲル化剤1:分子量約8000の3官能アルキレンオキサイド系アクリレートマクロモノマーであり、加熱硬化可能なポリマー硬化物前駆体である(第一工業製薬株式会社製の商品名「エレクセルTA−140」)。 Gelling agent 1: a trifunctional alkylene oxide acrylate macromonomer having a molecular weight of about 8000, and a heat-curable polymer cured product precursor (trade name “ELEXEL TA-140” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) .

・ゲル化剤2:反応容器中に出発物質としてのグリセリン92g、触媒としての水酸化カリウム30gを仕込み、さらにエチレンオキサイド5950gとプロピレンオキサイド3180gを仕込み、130℃で10時間反応させた後、中和脱水処理を行って、分子量8000のエチレンオキシド−プロピレンオキサイド共重合体を得た。得られた化合物100gにトリレンジイソシアネート6.6gと触媒としてのジブチルチンジラウレート0.05gを加え、80℃で3時間反応を行い、分子量8520の化合物を得た。これを化合物A(末端にイソシアネート官能基を有するアルキレンオキサイド)とする。そして、化合物Bはジエチルトルエンジアミンとして、これら化合物AとBを官能基濃度を等量(化合物AのNCO官能基モル数=化合物Bのアミンの官能基モル数)で混合したもの。 Gelling agent 2: 92 g of glycerin as a starting material and 30 g of potassium hydroxide as a catalyst are charged in a reaction vessel, and 5950 g of ethylene oxide and 3180 g of propylene oxide are further charged and reacted at 130 ° C. for 10 hours, followed by neutralization. A dehydration treatment was performed to obtain an ethylene oxide-propylene oxide copolymer having a molecular weight of 8,000. To 100 g of the obtained compound, 6.6 g of tolylene diisocyanate and 0.05 g of dibutyltin dilaurate as a catalyst were added and reacted at 80 ° C. for 3 hours to obtain a compound having a molecular weight of 8520. This is referred to as Compound A (an alkylene oxide having an isocyanate functional group at the terminal). Compound B is diethyltoluenediamine, and these compounds A and B are mixed in an equal functional group concentration (number of moles of NCO functional group of compound A = number of moles of functional group of amine of compound B).

・ゲル化剤3:化合物Bをポリエーテルアミン(HUNTSMAN社製、商品名ジェファーミンJD−400)とし、これと上記化合物Aを官能基濃度を等量(化合物AのNCO官能基モル数=Bのアミンの官能基モル数)で混合したもの。 Gelling agent 3: Compound B is polyetheramine (trade name Jeffamine JD-400, manufactured by HUNTSMAN), and this has the same functional group concentration as Compound A (number of moles of NCO functional group of Compound A = B (Mole functional group of amine).

・ゲル化剤4:トリレンジイソシアネート2g、シリコーン(チッソ株式会社製の商品名「変性シリコーンオイルFM−4411」)10g、触媒としてトリエチレンジアミン0.01gを混合したもの。 Gelling agent 4: 2 g of tolylene diisocyanate, 10 g of silicone (trade name “modified silicone oil FM-4411” manufactured by Chisso Corporation), and 0.01 g of triethylenediamine as a catalyst.

・ゲル化剤5:反応容器中でポリエステルポリオール(東邦理化株式会社製の商品名「ファントールPL−2010」)53.4gとトリレンジイソシアネート34.8gとを混合し、触媒としてジブチルチンジラウレート0.05gを加えて80℃で反応を行った。得られた化合物2g、カルボキシル基変性ポリシロキサン(信越化学工業株式会社製の商品名「X−22−162C」)10g、触媒としてのスタナスオクトエート0.01gを混合したもの。 Gelling agent 5: Polyester polyol (trade name “Phantol PL-2010” manufactured by Toho Rika Co., Ltd.) 53.4 g and 34.8 g of tolylene diisocyanate are mixed in a reaction vessel, and dibutyltin dilaurate 0 is used as a catalyst. .05 g was added and reacted at 80 ° C. A mixture of 2 g of the obtained compound, 10 g of carboxyl group-modified polysiloxane (trade name “X-22-162C” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and 0.01 g of stannous octoate as a catalyst.

・光安定剤a:ヒンダードアミン系光安定剤、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート(旭電化株式会社製の商品名「LA−77」)。 Light stabilizer a: hindered amine light stabilizer, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate (trade name “LA-77” manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.).

・光安定剤b:ヒンダードアミン系光安定剤、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート(三共株式会社製の商品名「サノールLS765」)。 Light stabilizer b: hindered amine light stabilizer, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate (trade name “Sanol LS765” manufactured by Sankyo Corporation).

・光安定剤c:紫外線吸収剤、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製の商品名「TINUVIN P」)。 Light stabilizer c: UV absorber, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -p-cresol (trade name “TINUVIN P” manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.).

・光安定剤d:紫外線吸収剤、2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(tert−ブチル)フェノール(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製の商品名「TINUVIN 326」)。 -Light stabilizer d: UV absorber, 2- [5-chloro (2H) -benzotriazol-2-yl] -4-methyl-6- (tert-butyl) phenol (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) Product name “TINUVIN 326”).

・酸化防止剤e:2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(住友化学株式会社製の商品名「BHT」)。 Antioxidant e: 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (trade name “BHT” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.).

・酸化防止剤f:ペンタエリスリトール テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製の商品名「Irganox 1010」)。 Antioxidant f: pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (trade name “Irganox 1010” manufactured by Ciba Specialty Chemicals).

・酸化防止剤g:オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製の商品名「Irganox 1076」)。 Antioxidant g: Octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate (trade name “Irganox 1076” manufactured by Ciba Specialty Chemicals).

(太陽電池特性の安定性評価)
作製した太陽電池セルは、AMフィルターを具備したキセノンランプのソーラーシュミレーターXES−502S(関西科学機械株式会社より購入)にて、AM1.5Gのスペクトル調整後、100mW/cmの照射条件下で、ポテンシオスタットによる負荷特性(I−V特性)を評価した。太陽電池の評価値は、開放電圧Voc(V)、短絡電流密度Jsc(mA/cm)、形状因子FF(−)、変換効率η(%)であり、最終的な太陽電池の性能の良否は、変換効率の大小で評価した。
(Stability evaluation of solar cell characteristics)
The produced solar cell is a solar simulator XES-502S (purchased from Kansai Scientific Machinery Co., Ltd.) of a xenon lamp equipped with an AM filter, and after adjusting the spectrum of AM1.5G, under irradiation conditions of 100 mW / cm 2 , The load characteristic (IV characteristic) by a potentiostat was evaluated. The evaluation values of the solar cell are the open circuit voltage Voc (V), the short circuit current density Jsc (mA / cm 2 ), the form factor FF (−), and the conversion efficiency η (%). Was evaluated based on the conversion efficiency.

測定は、セル作製直後の初期の変換効率と、紫外線ロングライフカーボンアークフェードメーター(FAL−5H型)によって、照射時間100時間(環境温度63±3℃)に暴露後の変換効率を測定し、光照射前後での太陽電池性能保持率(100時間後/初期値)も算出した。なお、紫外線照射時の太陽電池状態は、開放状態とした。その結果を表1に示す。

Figure 2006155938
The measurement is performed by measuring the initial conversion efficiency immediately after cell preparation and the conversion efficiency after exposure to an irradiation time of 100 hours (environmental temperature 63 ± 3 ° C.) using an ultraviolet long life carbon arc fade meter (FAL-5H type). The solar cell performance retention rate (after 100 hours / initial value) before and after the light irradiation was also calculated. In addition, the solar cell state at the time of ultraviolet irradiation was made into the open state. The results are shown in Table 1.
Figure 2006155938

表1の通り、光安定剤の添加により、初期の太陽電池性能を下げることなく、かつ光照射によるセル性能の保持性が大きく改善されていることが分かる。特に、光安定剤と酸化防止剤を併用し、かつ、両者の配合量を光安定剤>酸化防止剤とした条件下において、顕著な保持性が示されていた。実施例7,8においては、初期の性能保持率がほぼ100%であることが分かる。これに対し、安定剤として酸化防止剤のみを添加した比較例4〜7では、性能保持率が光安定剤を用いた場合よりも低く、不十分なものであった。また、アルキレンオキサイド系のゲル状電解質でない比較例9,11では、光安定剤と酸化防止剤を併用しているにもかかわらず、その添加効果は全く認められなかった。   As shown in Table 1, it can be seen that the addition of the light stabilizer significantly improves the retention of cell performance by light irradiation without lowering the initial solar cell performance. In particular, remarkable retention was shown under the conditions where a light stabilizer and an antioxidant were used in combination and the blending amount of both was light stabilizer> antioxidant. In Examples 7 and 8, it can be seen that the initial performance retention is approximately 100%. On the other hand, in Comparative Examples 4 to 7 in which only the antioxidant was added as the stabilizer, the performance retention was lower than that in the case of using the light stabilizer, which was insufficient. In Comparative Examples 9 and 11, which are not alkylene oxide-based gel electrolytes, the addition effect was not recognized at all, although the light stabilizer and the antioxidant were used in combination.

(架橋ポリマー単体の独立フィルムの安定性評価)
以下の方法で、上記ゲル状電解質に使用したポリマーの安定性について評価した。
(Stability evaluation of independent film of crosslinked polymer)
The stability of the polymer used for the gel electrolyte was evaluated by the following method.

表1に示す安定剤を入れた各ゲル化剤をプレート上に40g量りとり、80℃で真空引きしながらゲル化剤のポリマー溶液中の泡の除いた後、100℃で1.5時間加熱することにより、架橋ポリマーからなるフィルムを作製した。   40 g of each gelling agent containing the stabilizer shown in Table 1 is weighed on a plate, vacuumed at 80 ° C to remove bubbles in the polymerizing agent solution, and then heated at 100 ° C for 1.5 hours. By doing this, a film made of a crosslinked polymer was produced.

作製した各フィルムについて、紫外線ロングライフカーボンアークフェードメーター(FAL−5H型)により耐光性試験を行った。光照射時間は100時間とし、環境温度は63±3℃に制御した。   About each produced film, the light resistance test was done with the ultraviolet-ray long life carbon arc fade meter (FAL-5H type). The light irradiation time was 100 hours, and the environmental temperature was controlled at 63 ± 3 ° C.

光照射前後で機械物性として引張強度を測定して、ポリマーの劣化度合いを評価した。引張強度は、オートグラフ「INSTRON5581」(インストロン コーポレーション社製)を用いて、試験片形状:ダンベル片(厚み2mm)、チャック幅:2cm、引っ張り速度:300mm/min、試験温度:25℃の条件にて実施した。   Tensile strength was measured as mechanical properties before and after light irradiation to evaluate the degree of polymer degradation. Tensile strength was measured using an autograph “INSTRON 5581” (manufactured by Instron Corporation), test piece shape: dumbbell piece (thickness 2 mm), chuck width: 2 cm, tensile speed: 300 mm / min, test temperature: 25 ° C. It carried out in.

また、目視観察によるフィルムの変化(液状化有無)およびエス・ディ・シー株式会社製「X−RITE 310」によるフィルムの変退色測定を行った。なお、色相測定の結果における「測定不可」とは、変退色が大きすぎて測定できなかったことを意味する。また、目視による判断は、○:変化なし、△:粘着性があがる、×:液状化である。結果を表2に示す。

Figure 2006155938
In addition, the change of the film by visual observation (the presence or absence of liquefaction) and the discoloration measurement of the film by “X-RITE 310” manufactured by SDC Co., Ltd. were performed. Note that “impossible to measure” in the result of the hue measurement means that the discoloration color was too large to be measured. Further, the visual judgment is: ○: no change, Δ: increased tackiness, x: liquefaction. The results are shown in Table 2.
Figure 2006155938

表2に示したとおり、ゲル電解質単体の物性劣化、色相劣化および液状化が、光安定剤の添加により抑制されていることが分かる。特に、光安定剤と酸化防止剤を併用し、かつ、両者の配合量を光安定剤>酸化防止剤とした条件下において、顕著な保持性を示した。実施例7,8においては、外観上、液状化現象は全く認められなかった。これに対し、安定剤として酸化防止剤のみを添加した比較例4〜7では、物性劣化や色相劣化が大きかった。また、アルキレンオキサイド系のゲル状電解質でない比較例9,11では、光安定剤と酸化防止剤を併用しているにもかかわらず、その添加効果は全く認められなかった。   As shown in Table 2, it can be seen that physical property deterioration, hue deterioration and liquefaction of the gel electrolyte alone are suppressed by the addition of the light stabilizer. In particular, a remarkable retention was exhibited under conditions in which a light stabilizer and an antioxidant were used in combination and the blending amount of both was a light stabilizer> an antioxidant. In Examples 7 and 8, no liquefaction phenomenon was observed in appearance. On the other hand, in Comparative Examples 4 to 7 in which only the antioxidant was added as a stabilizer, physical property deterioration and hue deterioration were large. In Comparative Examples 9 and 11, which are not alkylene oxide-based gel electrolytes, the addition effect was not recognized at all, although the light stabilizer and the antioxidant were used in combination.

本発明に係る光電変換素子は、色素増感太陽電池として好適に用いられるものであり、更に太陽電池だけでなく、光センサーなどとしても利用することができる。   The photoelectric conversion element according to the present invention is suitably used as a dye-sensitized solar cell, and can be used not only as a solar cell but also as an optical sensor.

本発明の一実施形態に係る色素増感太陽電池の基本構造を示す模式断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a basic structure of a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…透明基材
2…透明導電膜
3…光電変換層
4…電解質層
5…白金触媒層
6…透明導電膜
7…透明基材もしくは支持基材
8…半導体電極
9…対極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent base material 2 ... Transparent conductive film 3 ... Photoelectric conversion layer 4 ... Electrolyte layer 5 ... Platinum catalyst layer 6 ... Transparent conductive film 7 ... Transparent base material or support base material 8 ... Semiconductor electrode 9 ... Counter electrode

Claims (3)

半導体電極と、対極と、両極間に保持された電解質層とを備え、前記電解質層が、ポリオキシアルキレン鎖を持つ化合物でゲル化又は固体化されたゲル状又は固体状電解質からなり、該電解質には光安定剤が含有されていることを特徴とする光電変換素子。   A semiconductor electrode; a counter electrode; and an electrolyte layer held between the two electrodes, wherein the electrolyte layer is made of a gel or solid electrolyte gelled or solidified with a compound having a polyoxyalkylene chain. Contains a light stabilizer. The photoelectric conversion element characterized by the above-mentioned. 前記電解質には更に酸化防止剤が含有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。   The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the electrolyte further contains an antioxidant. 前記光安定剤がヒンダードアミン系光安定剤であり、前記酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤であることを特徴とする請求項2記載の光電変換素子。
3. The photoelectric conversion element according to claim 2, wherein the light stabilizer is a hindered amine light stabilizer, and the antioxidant is a phenolic antioxidant.
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