JP2006156214A - Dye-sensitized solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は簡便で安価に製造することが出来、かつ高い変換効率を有する色素増感型太陽電池に関するものである。 The present invention relates to a dye-sensitized solar cell that can be easily and inexpensively manufactured and has high conversion efficiency.
大量の化石燃料の使用で引き起こされるCO2濃度増加による地球温暖化、更に人口増加に伴うエネルギー需要の増大は、人類の存亡にまで関わる問題と認識されている。そのため近年、無限で有害物質を発生しない太陽光の利用が精力的に検討されている。このクリーンエネルギー源である太陽光利用として現在実用化されているものは住宅用の単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンおよびテルル化カドミウムやセレン化インジウム銅等の無機系太陽電池が挙げられる。 Global warming caused by CO 2 concentration increases caused by the use of large amounts of fossil fuels, further increase in energy demand associated with population growth have been recognized as problems associated to the fate of mankind. For this reason, in recent years, the use of sunlight that is infinite and does not generate harmful substances has been energetically studied. What is currently put into practical use as sunlight, which is a clean energy source, includes residential single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and inorganic solar cells such as cadmium telluride and indium copper selenide.
しかしながら、これらの無機系太陽電池にも欠点がある。例えばシリコン系では、非常に純度の高いものが要求され、当然精製の工程は複雑でプロセス数が多く、製造コストが高い。それ以外にも軽量化等の要求もあり、特に、ユーザーへのペイバックが長い点でも不利であり、普及には問題があった。 However, these inorganic solar cells also have drawbacks. For example, a silicon system is required to have a very high purity. Naturally, the purification process is complicated, the number of processes is large, and the manufacturing cost is high. In addition, there is a demand for weight reduction and the like, and in particular, it is disadvantageous in that payback to the user is long, and there is a problem in the spread.
その一方で、有機材料を使う太陽電池も多く提案されている。有機太陽電池としては、p型有機半導体と仕事関数の小さい金属を接合させるショットキー型光電変換素子、p型有機半導体とn型無機半導体、あるいはp型有機半導体と電子受容性有機化合物を接合させるヘテロ接合型光電変換素子等があり、利用される有機半導体は、クロロフィル、ペリレン等の合成色素や顔料、ポリアセチレン等の導電性高分子材料、またはそれらの複合材料等である。これらを真空蒸着法、キャスト法、またはディッピング法等により、薄膜化したもので電池材料が構成されている。しかしながらこれらの有機材料は低コスト、大面積化が容易等の長所もあるが、変換効率は1%以下と低いものが多く、また耐久性も悪いという問題もあった。 On the other hand, many solar cells using organic materials have been proposed. As an organic solar cell, a Schottky photoelectric conversion element that joins a p-type organic semiconductor and a metal having a low work function, a p-type organic semiconductor and an n-type inorganic semiconductor, or a p-type organic semiconductor and an electron-accepting organic compound are joined. There are heterojunction photoelectric conversion elements and the like, and organic semiconductors used are synthetic dyes and pigments such as chlorophyll and perylene, conductive polymer materials such as polyacetylene, or composite materials thereof. A battery material is formed by thinning these by a vacuum deposition method, a casting method, a dipping method, or the like. However, although these organic materials have advantages such as low cost and easy area enlargement, there are many problems that the conversion efficiency is as low as 1% or less and the durability is poor.
こうした状況の中で、良好な特性を示す太陽電池がスイスのグレッツェル博士らによって報告された(非特許文献1参照)。この文献には電池作製に必要な材料および製造技術も開示されている。提案された電池は色素増感型太陽電池、あるいはグレッツェル型太陽電池と呼ばれ、ルテニウム錯体で分光増感された酸化チタン多孔質薄膜を作用電極とする湿式太陽電池である。この方式の利点は酸化チタン等の安価な金属酸化物半導体を高純度まで精製する必要がないこと、従って安価で、更に利用できる光は広い可視光領域にまでわたっており、可視光成分の多い太陽光を有効に電気へ変換できることである。 Under such circumstances, a solar cell exhibiting good characteristics has been reported by Dr. Gretzell of Switzerland (see Non-Patent Document 1). This document also discloses materials and manufacturing techniques necessary for battery fabrication. The proposed battery is called a dye-sensitized solar cell or a Gretzel solar cell, and is a wet solar cell using a titanium oxide porous thin film spectrally sensitized with a ruthenium complex as a working electrode. The advantage of this method is that inexpensive metal oxide semiconductors such as titanium oxide do not need to be purified to a high purity, and therefore inexpensive and more usable light extends over a wide visible light region, and there are many visible light components. It can convert sunlight into electricity effectively.
従来の一般的な色素増感型太陽電池(グレッツェル型太陽電池)の典型的な構成を図7aに示す。図7bは、電極を構成する金属酸化物半導体層の電荷勾配を示す。この色素増感型太陽電池の電極20は、透明基板21、透明導電層22、及び色素増感された金属酸化物半導体層23からなる。透明基板21としては、フィルムやガラス基板が一般的に用いられており、透明導電層22としては、白金や金などの金属、炭素、あるいはインジウム−スズ複合酸化物(ITO)やフッ素をドーピングした酸化スズ(FTO)等の金属酸化物が一般的に用いられ、金属酸化物半導体層23としては酸化チタン層や酸化亜鉛層が一般的に用いられている。金属酸化物半導体層は浸漬法などにより増感色素が吸着されている。電解質層24として酸化還元対を有機溶媒に分散してポリマー中に含したゲル電解質や固体電解質が用いられる。対電極25は基板26上に白金、金などの金属や炭素、あるいはITO、FTO等の導電性金属酸化物を設けたものが用いられる。
FIG. 7a shows a typical configuration of a conventional general dye-sensitized solar cell (Gretzel type solar cell). FIG. 7b shows the charge gradient of the metal oxide semiconductor layer constituting the electrode. The
上記のグレッツェル型太陽電池は、光照射Pにより励起された増感色素からの電子移動により金属酸化物半導体層23に発生した電子は、透明導電層22、リード線27を経て基板26上に設けられた対電極25で電解質層24中の酸化還元対の酸化体を還元し還元体が生成する。上記還元体が酸化物半導体粒子への電子移動により金属酸化物半導体層23中で発生する増感色素酸化体を還元することにより図7aの様な一連の電子の流れeが連続して生じることにより回路が構成され光電流が流れる。酸化物半導体層23中に吸収される光の量は照射面からの深さXが大きくなるほど色素のフィルター効果のために減少するため、酸化物半導体層23中に図7bに示す様な電荷勾配が生じる。この電荷勾配が駆動力となって、酸化物半導体層23中で逆電流fが生じ、光電変換効率を低下させるという問題があった。ここで、Yは金属酸化物半導体層中の電荷密度を表す。
In the Gretzel solar cell, electrons generated in the metal
また、透明導電層22が設けられた透明基板21上に金属酸化物半導体層を設ける方法としては、ゾルゲル法、CVD法、スパッタ法、パイロゾル法などが知られているが、これら何れの方法も十分な光電変換効率を得る為には400℃以上での焼成が必要であるため、透明基板として耐熱性の高い上記ITOやFTOをコーティングしたガラス基板を用いなければならず、これらのガラス基板は極めて高価であるという問題もあった。
Further, as a method of providing a metal oxide semiconductor layer on the
一方、再公表特許WO98/11020号公報(特許文献1)にはチタンフッ化物溶液が
TiF6 2− + 2H2O → TiO2 + 6F− +4H+
の反応を進行させるフッ素捕捉剤を用いることにより基板上に低温で光触媒活性のある酸化チタン薄膜を形成し、太陽電池等に応用できることが記載されている。フッ素捕捉剤としては、均一捕捉剤としてホウ酸、メタホウ酸、酸化ホウ素などのホウ素化合物、塩化アルミニウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水等が、不均一捕捉剤としては、アルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、マグネシウム、銅、亜鉛、ゲルマニウムなどの金属、ガラスなどのセラミックス、ケイ素、オルソホウ酸、メタホウ酸、酸化ホウ素などのホウ素化合物、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウムなどの化合物を例示している。
On the other hand, in the republished patent WO98 / 11020 (Patent Document 1), the titanium fluoride solution is TiF 6 2 + 2H 2 O → TiO 2 + 6F − + 4H +.
It is described that a titanium oxide thin film having photocatalytic activity can be formed on a substrate at a low temperature by using a fluorine scavenger that promotes the above reaction, and can be applied to solar cells and the like. As the fluorine scavenger, boron compounds such as boric acid, metaboric acid and boron oxide as uniform scavenger, aluminum chloride, sodium hydroxide, ammonia water, etc., as the heterogeneous scavenger, aluminum, titanium, iron, nickel, Examples include metals such as magnesium, copper, zinc, and germanium, ceramics such as glass, boron compounds such as silicon, orthoboric acid, metaboric acid, and boron oxide, and compounds such as calcium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, and magnesium oxide. .
しかしながら、上記の文献には、粗面化されたアルミニウム表面を有する基板に酸化チタン膜を形成して電極として用いることは開示されていない。また、上記の文献の方法でガラス基板上に酸化チタン膜を形成し図7の様なグレッツェル電池の電極として用いても、あるいは後述する本発明の図1に示されるような構成の電池の電極として用いた場合も、本発明が目的とする高い光電変換効率は得られない。更に、上記の文献の実施に用いられているガラス基板やステンレス基板では、たとえ表面を粗面化しても、本発明が目指す充分に高い光電変換特性は得られない。また更に、上記の文献の方法では酸化チタン膜を形成する反応速度はまだ遅く、更なる改良が望まれていた。 However, the above document does not disclose that a titanium oxide film is formed on a substrate having a roughened aluminum surface and used as an electrode. Further, even if a titanium oxide film is formed on a glass substrate by the method of the above literature and used as an electrode of a Gretzel battery as shown in FIG. 7, or an electrode of a battery having a structure as shown in FIG. When used as, the high photoelectric conversion efficiency aimed by the present invention cannot be obtained. Furthermore, in the glass substrate and the stainless steel substrate used in the implementation of the above documents, even if the surface is roughened, sufficiently high photoelectric conversion characteristics aimed by the present invention cannot be obtained. Furthermore, in the method of the above literature, the reaction rate for forming the titanium oxide film is still slow, and further improvement has been desired.
またWO2004/057064号公報(特許文献2)には、フッ素捕捉剤である酸化アルミとして多孔質皮膜を形成する陽極酸化アルミニウムのマイクロポアをテンプレート(鋳型)として、Ia,IIa,IIb,IVb,Vb族金属元素のフッ化物溶液を作用させることによってIa,IIa,IIb,IVb,Vb族金属元素の酸化物のナノ構造体(ナノホールアレイまたはナノロッド)を形成し、色素増感型太陽電池に用いることが提案されている。上記文献に従えば、陽極酸化アルミニウムのマイクロポアとフッ化物の置換反応によりナノ構造体を形成した後、残留アルミナをリン酸水溶液等で処理して溶解してナノ構造体を分離する工程(分離工程)、ナノ構造体を透明ガラス基板上で焼き付けて電極とする工程(焼成工程)を経て図1に概略的に示される様なグレッツェル電池として用いられる。しかし、上記分離工程〜焼成工程の間に、例えばナノ構造体をテンプレートから分離する際や、ナノ構造体を透明ガラス電極に移動させる際などに加えられる力学的な負荷や焼成工程での熱的負荷の為に、電極上に形成される酸化物半導体層にクラックなどの欠陥が生じる結果、本発明が目指す十分に高い光電変換特性は得られなかった。 In WO 2004/057064 (Patent Document 2), Ia, IIa, IIb, IVb, Vb are prepared by using, as a template, a micropore of anodized aluminum that forms a porous film as aluminum oxide that is a fluorine scavenger. Forming oxide nanostructures (nanohole arrays or nanorods) of group Ia, IIa, IIb, IVb and Vb metal elements by the action of fluoride solutions of group metal elements, and using them for dye-sensitized solar cells Has been proposed. According to the above document, after nanostructures are formed by a substitution reaction of anodized aluminum micropores and fluoride, the remaining alumina is treated with phosphoric acid aqueous solution and dissolved to separate the nanostructures (separation) Step), a nanostructure is baked on a transparent glass substrate to form an electrode (baking step), and is used as a Gretzel battery as schematically shown in FIG. However, between the separation step and the firing step, for example, when separating the nanostructure from the template, or when moving the nanostructure to the transparent glass electrode, etc. As a result of defects such as cracks in the oxide semiconductor layer formed on the electrode due to the load, sufficiently high photoelectric conversion characteristics aimed by the present invention could not be obtained.
上記の特許文献2は、陽極酸化アルミナの規則的な孔(マイクロポア)を利用して、アルミナと金属酸化物を置換反応させることにより、金属酸化物のナノホールやナノロッドを形成するものである。これに対して、本発明は、後述する図5に示すように、粗面化されたアルミニウム表面に、金属酸化物の微粒子を析出させて膜を形成させるものであり、両者の形態は、基本的に異なるものであり、またその製造方法も異なる。また更に、特許文献2で作製したナノロッドを上記分離工程を行うことなく陽極酸化アルミニウム基板を電極として図1に示される様な構成の電池の電極として用いた場合も本発明が目指す高い光電変換特性を得ることは出来なかった。
本発明の目的は極めて簡便な製造方法を用いて安価で高い変換効率を有する色素増感太陽電池を提供することである。 An object of the present invention is to provide a dye-sensitized solar cell which is inexpensive and has high conversion efficiency using a very simple production method.
本発明の上記課題は、以下の発明により達成された。
1)粗面化されたアルミニウム表面を有する基板に周期律表のIIa、IIb、IVa族の金属元素のフッ化物を作用させることにより該アルミニウム表面に金属酸化物半導体層が形成された基板を電極として用いることを特徴とする色素増感型太陽電池。
2)前記アルミニウム表面の中心線表面粗さが0.1μm以上である1)に記載の色素増感型太陽電池。
3)前記電極の対電極として、透明な基板の上に設けられた金属メッシュ電極を配置した色素増感型太陽電池。
The above object of the present invention has been achieved by the following invention.
1) A substrate on which a metal oxide semiconductor layer is formed on an aluminum surface by applying a fluoride of a metal element of groups IIa, IIb, and IVa of the periodic table to a substrate having a roughened aluminum surface. A dye-sensitized solar cell, characterized by being used as:
2) The dye-sensitized solar cell according to 1), wherein a center line surface roughness of the aluminum surface is 0.1 μm or more.
3) A dye-sensitized solar cell in which a metal mesh electrode provided on a transparent substrate is disposed as a counter electrode of the electrode.
本発明により極めて簡便な製造方法を用いて安価で高い変換効率を有する色素増感太陽電池が得られた。 According to the present invention, a dye-sensitized solar cell having low conversion efficiency and high conversion efficiency was obtained using an extremely simple production method.
本発明の色素増感型太陽電池の好ましい形態の概略断面図を図1に示し、図2aには光照射による電子の流れを模式的に示す。図2bは電極を構成する金属酸化物半導体層の電荷勾配を示す。本発明の色素増感型太陽電池は電極10、電解質層13、金属メッシュ電極(対電極)14、透明基板15、リード線16から構成される。本発明の電極10は粗面化されたアルミニウム表面を有する基板11に本発明の方法により金属酸化物半導体層12が形成されており、金属酸化物半導体層は後述するように増感色素により色素増感されている。アルミニウム表面を有する基板10は対電極の金属メッシュ電極14とリード線16を介して短絡されている。金属メッシュ電極は例えば図3a、bに示す様なネット状の金属メッシュからなっており保護層を兼ねた透明基板15上に保持されている。照射光Pは透明基板15を通過して金属メッシュ電極14の間隙を通って、電解質層13を経て、金属酸化物半導体層12に吸収されて光電子が発生する。光電子は金属酸化物半導体からアルミニウム層11を経て、リード線16を通って対電極の金属メッシュ電極14に流れ、電解質層13中の酸化体を還元し還元体とする。還元体は上記照射光によって電子を失った色素酸化体を還元する。上記した光照射による一連の電子移動の結果、光起電力が発生して光電流が流れる。
A schematic cross-sectional view of a preferred embodiment of the dye-sensitized solar cell of the present invention is shown in FIG. 1, and FIG. 2a schematically shows the flow of electrons by light irradiation. FIG. 2b shows the charge gradient of the metal oxide semiconductor layer constituting the electrode. The dye-sensitized solar cell of the present invention includes an
本発明の色素増感型太陽電池では図2に示される様に透明基板15,金属メッシュ電極14の間隙、電解質層13を介して光が照射される為、金属酸化物半導体層12中の電荷勾配(図2b参照)の方向は太陽電池が構成される回路の順方向の流れeと同じ方向となり、前記グレッツェルタイプの太陽電池で発生したような金属酸化物半導体層での逆方向の電荷勾配(図7b参照)の為に光電変換効率が低下することがない。また、後述の図5に示すように、金属酸化物微粒子が導電性の金属アルミニウム上に直接形成されるために金属酸化物半導体層12と基板11の間の電気抵抗が小さく、効率的に電子が流れる。
In the dye-sensitized solar cell of the present invention, light is irradiated through the
本発明の金属酸化物半導体層は下記反応式(1−1)または(1−2)によりアルミニウムが金属元素のフッ化物のフッ素イオンを捕捉することにより反応式(2)に従ってアルミニウム表面に金属酸化物半導体層が形成される反応を用いる。IIa及びIIb族金属のフッ化物を作用させる場合には下記反応式(1−1)により、またIVa族金属のフッ化物を作用させる場合には下記反応式(1−2)によりそれぞれ金属酸化物半導体層が形成される。
MF2+H2O → MO+2H++2F− (1−1)
MF6 2−+2H2O → MO2+4HF+2F− (1−2)
Al2O3+12F−+12H+ → 2H3AlF6+3H2O (2)
In the metal oxide semiconductor layer of the present invention, aluminum captures fluorine ions of fluoride of a metal element by the following reaction formula (1-1) or (1-2), thereby oxidizing the metal surface on the aluminum surface according to the reaction formula (2). A reaction in which a physical semiconductor layer is formed is used. In the case where a fluoride of a IIa and IIb metal is allowed to act, the metal oxide according to the following reaction formula (1-1), and in the case where a fluoride of a IVa group metal is allowed to act, according to the following reaction formula (1-2): A semiconductor layer is formed.
MF 2 + H 2 O → MO + 2H + + 2F − (1-1)
MF 6 2− + 2H 2 O → MO 2 + 4HF + 2F − (1-2)
Al 2 O 3 + 12F − + 12H + → 2H 3 AlF 6 + 3H 2 O (2)
ここで、Mは周期律表のIIa、IIb、IVa族の金属元素を表し、具体的にはマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、亜鉛である。これらの金属元素のフッ化物の例として、フッ化マグネシウム(MgF2)、フッ化カルシウム(CaF2)、フッ化ストロンチウム(SrF2)、フッ化バリウム(BaF2)、フッ化チタンカリウム(K2TiF6)、フッ化チタンナトリウム(Na2TiF6)、フッ化チタンアンモニウム((NH4)2TiF6)、フッ化ジルコニウムカリウム(K2ZrF6)、フッ化ハフニウム(HfF4)、フッ化亜鉛4水和物(ZnF2・4H2O)などである。好ましい金属元素はチタン及び亜鉛であり、特に好ましいのはチタンである。 Here, M represents a metal element of group IIa, IIb, or IVa of the periodic table, and specifically, magnesium, calcium, strontium, barium, titanium, zirconium, hafnium, or zinc. Examples of fluorides of these metal elements include magnesium fluoride (MgF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ), barium fluoride (BaF 2 ), potassium titanium fluoride (K 2). TiF 6 ), sodium titanium fluoride (Na 2 TiF 6 ), ammonium titanium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ), potassium zirconium fluoride (K 2 ZrF 6 ), hafnium fluoride (HfF 4 ), fluoride And zinc tetrahydrate (ZnF 2 .4H 2 O). Preferred metal elements are titanium and zinc, and particularly preferred is titanium.
また再公表特許WO98/11020号公報に記載されている様なフッ素捕捉剤を併用することも出来る。フッ素捕捉剤としては、均一系捕捉剤と不均一系捕捉剤がある。均一捕捉剤としてホウ酸、メタホウ酸、酸化ホウ素などのホウ素化合物、塩化アルミニウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水等が、不均一捕捉剤としては、アルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、マグネシウム、銅、亜鉛、ゲルマニウムなどの金属、ガラスなどのセラミックス、ケイ素、オルソホウ酸、メタホウ酸、酸化ホウ素などのホウ素化合物、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウムなどが挙げられる。 Further, a fluorine scavenger as described in republished patent WO98 / 11020 can be used in combination. Fluorine scavengers include homogeneous scavengers and heterogeneous scavengers. Boron compounds such as boric acid, metaboric acid and boron oxide, aluminum chloride, sodium hydroxide, aqueous ammonia and the like as uniform scavengers, and aluminum, titanium, iron, nickel, magnesium, copper, zinc, Examples thereof include metals such as germanium, ceramics such as glass, boron compounds such as silicon, orthoboric acid, metaboric acid, and boron oxide, calcium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, and magnesium oxide.
本発明のIIa、IIb、IVa族の金属元素のフッ化物の好ましい使用量はフッ化物の種類や、フッ化物を作用させる時間、温度等や、アルミニウム基板の表面積や粗面化の程度等により変化するが、1×10―5モル/L〜2×10−1モル/Lの範囲、より好ましくは5×10−4〜5×10−2モル/Lの範囲である。 The preferred use amount of the fluorides of the metal elements of Group IIa, IIb, and IVa of the present invention varies depending on the type of fluoride, the time and temperature at which the fluoride acts, the surface area of the aluminum substrate, the degree of roughening, etc. However, it is in the range of 1 × 10 −5 mol / L to 2 × 10 −1 mol / L, more preferably in the range of 5 × 10 −4 to 5 × 10 −2 mol / L.
本発明の金属酸化物半導体層の膜厚が増大する程、単位投影面積当たりの担持色素量も増える為、光の捕獲率も高くなるが、生成した電子の拡散距離も増えるために電荷の再結合も多くなってしまう。従って、金属酸化物半導体層の厚みは0.5〜30μmが好ましく、1〜15μmがより好ましい。 As the thickness of the metal oxide semiconductor layer of the present invention increases, the amount of supported dye per unit projected area also increases, so the light capture rate increases, but the diffusion distance of the generated electrons also increases, so that charge re-generation is increased. There are also many bonds. Therefore, the thickness of the metal oxide semiconductor layer is preferably 0.5 to 30 μm, and more preferably 1 to 15 μm.
本発明の粗面化されたアルミニウム表面の粗面化の程度は、中心線平均粗さRaで0.1μm以上であるのが好ましい。ここで、中心線平均粗さRa(以降、単にRaと称す。)は、以下の方法で測定されたものである。即ち、触針式粗さ計(例えば、サーフコム1400D、株式会社東京精密製)で2次元粗さ測定を行い、ISO4287に規定されている平均粗さを6回測定し、その平均値を中心線平均粗さとした。2次元粗さ測定の条件は、カットオフ値0.8mm、側定長さ4mm、触針先端径2μmである。 The degree of roughening of the roughened aluminum surface of the present invention is preferably 0.1 μm or more in terms of centerline average roughness Ra. Here, the center line average roughness Ra (hereinafter, simply referred to as Ra) is measured by the following method. That is, two-dimensional roughness measurement is performed with a stylus type roughness meter (for example, Surfcom 1400D, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), the average roughness defined in ISO 4287 is measured six times, and the average value is the center line. Average roughness. The conditions for the two-dimensional roughness measurement are a cut-off value of 0.8 mm, a side constant length of 4 mm, and a stylus tip diameter of 2 μm.
金属元素のフッ化物を作用させて、アルミニウム表面に金属酸化物の微粒子(微結晶)を生成する場合、アルミニウム表面を予め粗面化することによって金属酸化物の微粒子が析出し、この微粒子が密に重なり合った金属酸化物半導体層が形成される。一方、粗面化されていない平滑なアルミニウム表面の場合には、粗大な金属酸化物粒子が形成されるために良好な光電変換効率が得られない。 When metal oxide fine particles (microcrystals) are formed on the aluminum surface by the action of a metal element fluoride, the metal surface fine particles are precipitated by roughening the aluminum surface in advance. A metal oxide semiconductor layer overlapped with is formed. On the other hand, in the case of a smooth aluminum surface that is not roughened, coarse metal oxide particles are formed, so that good photoelectric conversion efficiency cannot be obtained.
本発明において、より高い光電変換効率を得るためには、粗面化されたアルミニウム表面のRaは、0.2μm以上が好ましい。また、Raを大きくすることによって、比較的高濃度の金属フッ化物溶液を作用させても、金属酸化物粒子の粗大化が抑制されるので、金属酸化物微粒子を速い生成速度で形成することができる。アルミニウム表面のRaの上限は5μm程度であり、好ましくは3μm以下であり、より好ましくは2μm以下である。 In the present invention, in order to obtain higher photoelectric conversion efficiency, the Ra of the roughened aluminum surface is preferably 0.2 μm or more. Further, by increasing Ra, even if a relatively high concentration metal fluoride solution is applied, the coarsening of the metal oxide particles is suppressed, so that the metal oxide fine particles can be formed at a high production rate. it can. The upper limit of Ra on the aluminum surface is about 5 μm, preferably 3 μm or less, and more preferably 2 μm or less.
本発明において、アルミニウム表面は0.1μm以上というRaに加え、更に、開口径が0.01μm〜0.30μmの微細ピットが形成されるように粗面化するのが好ましい。上記微細ピットは、100μm2当たり50個以上有することが好ましく、更に好ましくは100個以上であり、上限は15,000個までが好ましい。また該微細ピットの平均開口径が0.03μm〜0.2μmであることが好ましく、更には微細ピットの深さは開口径の1/3以上であることがより好ましい。微細ピットの中心深さは、ピットの開口径に対して1/2〜3倍程度が好ましい。これらの微細ピットの形状、開口径、深さについては走査型電子顕微鏡やトンネル顕微鏡を用いて50,000倍位の倍率の拡大写真により容易に確認することが出来る。 In the present invention, the aluminum surface is preferably roughened so that fine pits having an opening diameter of 0.01 μm to 0.30 μm are formed in addition to Ra of 0.1 μm or more. The fine pits are preferably 50 or more per 100 μm 2 , more preferably 100 or more, and the upper limit is preferably up to 15,000. The average opening diameter of the fine pits is preferably 0.03 μm to 0.2 μm, and the depth of the fine pits is more preferably 1/3 or more of the opening diameter. The center depth of the fine pit is preferably about 1/2 to 3 times the opening diameter of the pit. The shape, opening diameter, and depth of these fine pits can be easily confirmed by an enlarged photograph at a magnification of about 50,000 times using a scanning electron microscope or a tunnel microscope.
図4に、本発明に好適に用いられる粗面化されたアルミニウム表面の形状を模式的に示す。図4aは断面図であり、図4bは平面図である。このアルミニウム表面の形状は、大波構造1と微細ピット2とが重畳した構造となっている。大波構造は、その平均波長が3〜100μmが好ましく、5〜80μmがより好ましい。この平均波長は、前述のRaと同様の方法で測定することができ、ISO4287で規定されている平均山間隔Smを6回測定し、その平均値を平均波長とする。
微細ピットの開口径等については前述した通りである。
FIG. 4 schematically shows the shape of a roughened aluminum surface that is preferably used in the present invention. 4a is a cross-sectional view and FIG. 4b is a plan view. The shape of the aluminum surface is a structure in which the
The opening diameter of the fine pits is as described above.
本発明の粗面化されたアルミニウム表面を有する基板は、基板自体がアルミニウムそのもの(アルミニウム板)であってもよく、あるいは他の材質の基板の上にアルミニウム層を設けた複合素材であっても良い。他の基板としては、金属、金属酸化物、セラミックス、プラスチック、ポリマーフィルム、繊維など種々の素材のものを用いることが出来る。本発明においては、アルミニウム板を基板として用いることが好ましい。また、粗面化されたアルミニウム表面を有する基板の厚みは20μm〜500μmの範囲が好ましく、より好ましくは50μm〜300μmの範囲である。 The substrate having a roughened aluminum surface according to the present invention may be aluminum itself (aluminum plate) or a composite material in which an aluminum layer is provided on a substrate of another material. good. As other substrates, various materials such as metals, metal oxides, ceramics, plastics, polymer films, and fibers can be used. In the present invention, an aluminum plate is preferably used as the substrate. The thickness of the substrate having a roughened aluminum surface is preferably in the range of 20 μm to 500 μm, more preferably in the range of 50 μm to 300 μm.
本発明のアルミニウムとはアルミニウム含有率が99.0%以上のJIS規格1000番台の純アルミニウム及び銅、マンガン、ケイ素、マグネシウム、亜鉛等の添加物や不純物を含むアルミニウム含有率が99.0%以下であるJIS規格2000〜7000番台等の種々のアルミニウム合金等を意味する。 The aluminum content of the present invention is 99.0% or less of pure aluminum with an aluminum content of 99.0% or more, and aluminum containing additives and impurities such as copper, manganese, silicon, magnesium, and zinc. This means various aluminum alloys such as JIS standard 2000-7000 series.
本発明においてアルミニウム表面の粗面化は後述する様な種々の方法を用いて行うことが出来るが、前記の他の材質からなる基板の上にアルミニウの層を設けた複合素材の場合には、予め他の材質からなる基板自身を粗面化した後にアルミニウム層を塗布、接着、蒸着などの方法により設けることにより元の材質の基板の粗面の形状をアルミニウム表面に反映させることによりアルミニウム表面自身を直接粗面化するのではなく間接的に粗面化する方法を用いる事が出来る。また、前記間接粗面化方法とアルミニウム表面の直接の粗面化とを併用することも出来る。 In the present invention, the roughening of the aluminum surface can be performed using various methods as described later, but in the case of a composite material in which an aluminum layer is provided on the substrate made of the other material, The surface of the aluminum surface itself is reflected by reflecting the shape of the rough surface of the substrate of the original material on the aluminum surface by roughening the substrate itself made of another material in advance and then providing an aluminum layer by a method such as coating, bonding, or vapor deposition. Instead of directly roughening, it is possible to use a method of indirectly roughening. Further, the indirect surface roughening method and the direct surface roughening of the aluminum surface can be used in combination.
本発明のアルミニウム表面の粗面化(いわゆるグレイニング)方法としてボールグレイニング、ワイヤグレイニング、ブラシグレイニング、などの機械的粗面化処理、酸処理やアルカリ処理、塩化物やフッ化物などにより化学的にアルミニウムを溶解することにより行う化学的粗面化処理、酸を電解液として交流電場を通じることによりアルミをエッチングする電解粗面化などの方法、及びこれらの方法を併用した粗面化方法を用いることが出来る。例えば特開昭48−28123号、同53−123204号、同54−146234号、同55−25381、同55−132294号、同56−55291号、同56−150593号、同56−28893号、同58−167196号、米国特許第2,344,510号、同第3,861,917号、同第4,301,229号、米国特許第2,344,510号、米国特許第4,301,229号、米国特許第3,861,917号、カナダ特許第955449号は、西ドイツ特許第1,813,443号、特開平7−56344号公報などに記載されている様な粗面化の方法等を参考にすることが出来る。 As a roughening method (so-called graining) of the aluminum surface of the present invention, mechanical graining treatment such as ball graining, wire graining, brush graining, acid treatment or alkali treatment, chloride or fluoride, etc. Chemical surface roughening treatment by chemically dissolving aluminum, electrolytic surface roughening by etching aluminum by passing an alternating electric field using acid as electrolyte, and surface roughening using these methods together Method can be used. For example, JP-A 48-28123, 53-123204, 54-146234, 55-25381, 55-132294, 56-55291, 56-150593, 56-28893, 58-167196, U.S. Pat.Nos. 2,344,510, 3,861,917, 4,301,229, U.S. Pat.No. 2,344,510, U.S. Pat. 229, U.S. Pat. No. 3,861,917, and Canadian Patent No. 955449 are roughened as described in West German Patent No. 1,813,443 and Japanese Patent Laid-Open No. 7-56344. You can refer to the method.
上記したような粗面化方法を用いることによって、Raが0.1μm以上の粗面化が実現できる。本発明においては、更に、前述したような微細ピットをアルミニウム表面に形成するのが好ましく、このような微細ピットは、化学的粗面化処理あるいは電解粗面化処理によって形成することができる。特に電解粗面化処理によって微細ピットを安定的に形成することができる。 By using the roughening method as described above, roughening with Ra of 0.1 μm or more can be realized. In the present invention, it is further preferable to form the fine pits as described above on the aluminum surface, and such fine pits can be formed by chemical surface roughening treatment or electrolytic surface roughening treatment. In particular, fine pits can be stably formed by electrolytic surface roughening.
電解粗面化処理の好ましい方法として、例えば、塩酸または硝酸の電解液中で電解粗面化する方法が挙げられ、電気量は、100〜400C/dm2の範囲が好ましい。具体的には、0.1〜50質量%、好ましくは0.5〜10質量%の塩酸または硝酸を含む電解液中、温度20〜100℃、好ましくは30〜70℃、時間1秒〜30分、好ましくは2秒〜1分、 電流密度100〜400C/dm2の条件で電解を行うことが好ましい。 Preferred methods for electrolytic graining treatment, for example, include a method of electrolytic graining in a hydrochloric acid or an electrolytic solution of nitric acid, the quantity of electricity is in the range of 100~400C / dm 2 is preferred. Specifically, in an electrolytic solution containing 0.1 to 50% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass of hydrochloric acid or nitric acid, the temperature is 20 to 100 ° C., preferably 30 to 70 ° C., and the time is 1 second to 30%. min, preferably 2 seconds to 1 minute, it is preferable to perform the electrolysis at a current density of 100~400C / dm 2.
本発明において、アルミニウム表面を粗面化するための好ましい粗面化方法は、機械的粗面化と電解粗面化を併用することである。これによって、大波構造と微細ピットが重畳した複合構造を低コストで安定的に形成することができる。 In the present invention, a preferred roughening method for roughening the aluminum surface is a combination of mechanical roughening and electrolytic roughening. As a result, a composite structure in which a large wave structure and fine pits are superimposed can be stably formed at a low cost.
上述したような粗面化処理の後に、表面に残留する汚れを除去するために酸またはアルカリによりアルミニウム表面を洗浄した後、水洗、乾燥される。また、水洗後に陽極酸化処理を施すことも出来る。陽極酸化処理には、硫酸、リン酸、シュウ酸、等の水溶液が主に電解浴として用いられる。陽極酸化後、水洗、乾燥される。 After the roughening treatment as described above, the aluminum surface is washed with an acid or an alkali in order to remove dirt remaining on the surface, and then washed with water and dried. Moreover, an anodizing process can also be given after water washing. For the anodizing treatment, an aqueous solution of sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid or the like is mainly used as an electrolytic bath. After anodizing, it is washed with water and dried.
上述したような、粗面化されたアルミニウム表面を有する基板を金属フッ化物で処理することによって、アルミニウム表面に金属酸化物の微粒子(微結晶)が途切れなく重なりあった金属酸化物半導体層が形成される。図5は、金属酸化物半導体層の生成状態を模式的に示した図である。図5aは断面図であり、図5bは平面図である。アルミニウム表面に金属酸化物の微粒子(微結晶)3が密に生成し、金属酸化物半導体層4を形成する。
By treating a substrate having a roughened aluminum surface as described above with a metal fluoride, a metal oxide semiconductor layer in which metal oxide fine particles (microcrystals) are seamlessly overlapped on the aluminum surface is formed. Is done. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a generation state of the metal oxide semiconductor layer. 5a is a cross-sectional view and FIG. 5b is a plan view. Metal oxide fine particles (microcrystals) 3 are densely formed on the aluminum surface to form a metal
図6は、本発明の方法によってアルミニウム表面に形成された酸化チタン微粒子(微結晶)の走査電子顕微鏡写真である。倍率は30,000倍である。写真からも分かるように、0.01〜0.3μm程度の大きさのアナターゼ構造の酸化チタン微結晶が隙間無く緻密に重なりあって層を形成している。 FIG. 6 is a scanning electron micrograph of titanium oxide fine particles (microcrystals) formed on the aluminum surface by the method of the present invention. The magnification is 30,000 times. As can be seen from the photograph, titanium oxide microcrystals of anatase structure having a size of about 0.01 to 0.3 μm are densely overlapped with no gap to form a layer.
本発明の色素増感型太陽電池における色素の具体例は、特表平7−500630号公報、特開平10−233238号公報、特開2000−26487号公報、特開2000−323191号公報、特開2001−59062号公報等に記載の金属錯体化合物、特開平11−86916号公報、特開平11−214730号公報、特開2000−106224号公報、特開2001−76773号公報、特願2001−186599号公報等に記載のシアニン色素、特開平11−214731号公報、特開平11−238905号公報、特開2001−52766号公報、特開2001−76775号公報、特願2001−192395号等に記載メロシアニン色素、特開平10−92477号公報、特開平11−273754号公報、特開平11−273755号公報、特願2001−214126号等に記載の9−アリールキサンテン化合物、特開平10−93118号公報、特願2001−214126号等に記載のトリアリールメタン化合物、特開平10−93118号公報等に記載のクマリン化合物、アクリジン化合物、特開昭47−37543号公報、特開昭53−95033号公報、特開昭53−132347号公報、特開昭53−133445号公報、特開昭54−12742号公報、特開昭54−20736号公報、特開昭54−20737号公報、特開昭54−21728号公報、特開昭54−22834号公報、特開昭55−69148号公報、特開昭55−69654号公報、特開昭55−79449号公報、特開昭55−117151号公報、特開昭56−46237号公報、特開昭56−116039号公報、特開昭56−116040号公報、特開昭56−119134号公報、特開昭56−143437号公報、特開昭57−63537号公報、特開昭57−63538号公報、特開昭57−63541号公報、特開昭57−63542号公報、特開昭57−63549号公報、特開昭57−66438号公報、特開昭57−74746号公報、特開昭57−78542号公報、特開昭57−78543号公報、特開昭57−90056号公報、特開昭57−90057号公報、特開昭57−90632号公報、特開昭57−116345号公報、特開昭57−202349号公報、特開昭58−4151号公報、特開昭58−90644号公報、特開昭58−144358号公報、特開昭58−177955号公報、特開昭59−31962号公報、特開昭59−33253号公報、特開昭59−71059号公報、特開昭59−72448号公報、特開昭59−78356号公報、特開昭59−136351号公報、特開昭59−201060号公報、特開昭60−15642号公報、特開昭60−140351号公報、特開昭60−179746号公報、特開昭61−11754号公報、特開昭61−90164号公報、特開昭61−90165号公報、特開昭61−90166号公報、特開昭61−112154号公報、特開昭61−269165号公報、特開昭61−281245号公報、特開昭61−51063号公報、特開昭62−267363号公報、特開昭63−68844号公報、特開昭63−89866号公報、特開昭63−139355号公報、特開昭63−142063号公報、特開昭63−183450号公報、特開昭63−282743号公報、特開昭64−21455号公報、特開昭64−78259号公報、特開平1−200267号公報、特開平1−202757号公報、特開平1−319754号公報、特開平2−72372号公報、特開平2−254467号公報、特開平3−95561号公報、特開平3−278063号公報、特開平4−96068号公報、特開平4−96069号公報、特開平4−147265号公報、特開平5−142841号公報、特開平5−303226号公報、特開平6−324504号公報、特開平7−168379号公報、特願2001−161942号、特願2001−175875号等に記載のアゾ化合物、特開平9−199744号公報、特開平10−233238号公報、特開平11−204821号公報、特開平11−265738号公報等に記載のフタロシアニン化合物、ポルフィリン化合物等を挙げることができ、これらは少なくとも1種、または2種以上の混合として本発明の色素増感型太陽電池に用いる。 Specific examples of the dye in the dye-sensitized solar cell of the present invention include JP 7-500630 A, JP 10-233238 A, JP 2000-26487 A, JP 2000-323191 A, JP-A-2001-59062 and the like, JP-A-11-86916, JP-A-11-214730, JP-A-2000-106224, JP-A-2001-76773, and Japanese Patent Application 2001-2001. In the cyanine dyes described in JP-A No. 186599, JP-A-11-214731, JP-A-11-238905, JP-A-2001-52766, JP-A-2001-76775, JP-A-2001-192395, etc. Described merocyanine dyes, JP-A-10-92477, JP-A-11-273754, JP-A-10-273754 9-arylxanthene compounds described in JP-A No. 11-273755 and Japanese Patent Application No. 2001-214126, triarylmethane compounds described in JP-A No. 10-93118, Japanese Patent Application No. 2001-214126, and JP-A No. 10-93118. Coumarin compounds, acridine compounds, JP-A 47-37543, JP-A 53-95033, JP-A 53-132347, JP-A 53-133445, JP JP 54-12742, JP 54-20736, JP 54-20737, JP 54-21728, JP 54-2234, JP 55-69148 JP, 55-69654, JP 55-79449, JP 55-117151, JP 5 -46237, JP-A 56-1116039, JP-A 56-111040, JP-A 56-119134, JP-A 56-143437, JP-A 57-63537, JP-A-57-63538, JP-A-57-63541, JP-A-57-63542, JP-A-57-63549, JP-A-57-66438, JP-A-57- No. 74746, JP-A 57-78542, JP-A 57-78543, JP-A 57-90056, JP-A 57-90057, JP-A 57-90632, JP-A-57-116345, JP-A-57-202349, JP-A-58-4151, JP-A-58-90644, JP-A-58-144358, JP JP 58-177955 A, JP 59-31962 A, JP 59-33253 A, JP 59-71059 A, JP 59-72448 A, and JP 59-78356 A. Publication, JP 59-136351, JP 59-201060, JP 60-15642, JP 60-14351, JP 60-179746, JP JP 61-11754, JP 61-90164, JP 61-90165, JP 61-90166, JP 61-112154, JP 61-269165 JP, 61-281245, JP 61-51063, JP 62-267363, JP 63-68844, JP 63-89866. Japanese Patent Laid-Open No. 63-139355, Japanese Patent Laid-Open No. 63-142033, Japanese Patent Laid-Open No. 63-183450, Japanese Patent Laid-Open No. 63-282743, Japanese Patent Laid-Open No. 64-21455, and Japanese Patent Laid-Open No. 64-21455. JP-A-64-78259, JP-A-1-200277, JP-A-1-202757, JP-A-1-319754, JP-A-2-72372, JP-A-2-254467, and JP-A-3- No. 95561, JP-A-3-27863, JP-A-4-96068, JP-A-4-96069, JP-A-4-147265, JP-A-5-142841, and JP-A-5-303226. Gazette, JP-A-6-324504, JP-A-7-168379, Japanese Patent Application No. 2001-161942, Japanese Patent Application No. 2001-175875 And the phthalocyanine compounds and porphyrin compounds described in JP-A-9-199744, JP-A-10-233238, JP-A-11-204821, JP-A-11-265738, etc. These are used in the dye-sensitized solar cell of the present invention as at least one or a mixture of two or more.
本発明の電解質層13としては、酸化還元対を有機溶媒に溶解した電解液、酸化還元対を有機溶媒に溶解した液体をポリマーマトリックスに含浸したゲル電解質、酸化還元対を含有する溶融塩、固体電解質、有機正孔輸送材料等を用いることができる。
As the
本発明の電解質層に使用される電解液は、電解質、溶媒、及び添加物から構成されることが好ましい。好ましい電解質はヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化カルシウム等の金属ヨウ化物−ヨウ素の組み合わせ、テトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイド等の4級アンモニウム化合物のヨウ素塩−ヨウ素の組み合わせ、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化セシウム、臭化カルシウム等の金属臭化物−臭素の組み合わせ、テトラアルキルアンモニウムブロマイド、ピリジニウムブロマイド等の4級アンモニウム化合物の臭素塩−臭素の組み合わせ、フェロシアン酸塩−フェリシアン酸塩、フェロセン−フェリシニウムイオン等の金属錯体、ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオール−アルキルジスルフィド等のイオウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノン−キノン等が挙げられる。上述の電解質は単独の組み合わせであっても混合であってもよい。また、電解質として、室温で溶融状態の塩を用いることもできる。この溶融塩を用いた場合は、特に溶媒を用いなくともよい。 The electrolytic solution used for the electrolyte layer of the present invention is preferably composed of an electrolyte, a solvent, and an additive. Preferred electrolytes are metal iodide-iodine combinations such as lithium iodide, sodium iodide, potassium iodide, cesium iodide, and calcium iodide, and quaternary compounds such as tetraalkylammonium iodide, pyridinium iodide, and imidazolium iodide. Iodine salt of ammonium compound-iodine combination, metal bromide-bromine combination such as lithium bromide, sodium bromide, potassium bromide, cesium bromide, calcium bromide, quaternary ammonium such as tetraalkylammonium bromide, pyridinium bromide Bromine-bromine combinations of compounds, metal complexes such as ferrocyanate-ferricyanate, ferrocene-ferricinium ions, sulfur compounds such as sodium polysulfide, alkylthiol-alkyldisulfides, viologen Dye, hydroquinone - quinones, and the like. The above-mentioned electrolytes may be a single combination or a mixture. In addition, a salt in a molten state at room temperature can be used as the electrolyte. When this molten salt is used, it is not necessary to use a solvent.
電解液における電解質濃度は、0.05〜20Mが好ましく、0.1〜15Mが更に好ましい。電解液に用いる溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒、3−メチル−2−オキサゾリジノン等の複素環化合物、ジオキサン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル等のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテル等のアルコール系溶媒、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒等が好ましい。 The electrolyte concentration in the electrolytic solution is preferably 0.05 to 20M, and more preferably 0.1 to 15M. Solvents used for the electrolyte include carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, ether solvents such as dioxane, diethyl ether and ethylene glycol dialkyl ether, methanol, ethanol Alcohol solvents such as polypropylene glycol monoalkyl ether, nitrile solvents such as acetonitrile and benzonitrile, aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide and sulfolane are preferred.
また、t−ブチルピリジン、2−ピコリン、2,6−ルチジン等の塩基性化合物を添加することもできる。 Also, basic compounds such as t-butylpyridine, 2-picoline, 2,6-lutidine and the like can be added.
本発明では、電解質はポリマー添加、オイルゲル化剤添加、多官能モノマー類を含む重合、ポリマーの架橋反応等の手法によりゲル化させることもできる。ポリマー添加によりゲル化させる場合の好ましいポリマーとしては、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン等を挙げることができる。オイルゲル化剤添加によりゲル化させる場合の好ましいゲル化剤としては、ジベンジルデン−D−ソルビトール、コレステロール誘導体、アミノ酸誘導体、トランス−(1R,2R)−1,2−シクロヘキサンジアミンのアルキルアミド誘導体、アルキル尿素誘導体、N−オクチル−D−グルコンアミドベンゾエート、双頭型アミノ酸誘導体、4級アンモニウム誘導体等を挙げることができる。 In the present invention, the electrolyte can be gelled by a technique such as addition of a polymer, addition of an oil gelling agent, polymerization including polyfunctional monomers, or a crosslinking reaction of the polymer. Preferable polymers in the case of gelation by polymer addition include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride and the like. Preferred gelling agents for gelation by adding an oil gelling agent include dibenzylden-D-sorbitol, cholesterol derivatives, amino acid derivatives, alkylamide derivatives of trans- (1R, 2R) -1,2-cyclohexanediamine, alkylureas Derivatives, N-octyl-D-gluconamide benzoate, double-headed amino acid derivatives, quaternary ammonium derivatives and the like can be mentioned.
多官能モノマーによって重合する場合の好ましいモノマーとしては、ジビニルベンゼン、エチレングルコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート等を挙げることができる。更に、アクリルアミド、メチルアクリレート等のアクリル酸やα−アルキルアクリル酸から誘導されるエステル類やアミド類、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジエチル等のマレイン酸やフマル酸から誘導されるエステル類、ブタジエン、シクロペンタジエン等のジエン類、スチレン、p−クロロスチレン、スチレンスルホン酸ナトリウム等の芳香族ビニル化合物、ビニルエステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、含窒素複素環を有するビニル化合物、4級アンモニウム塩を有するビニル化合物、N−ビニルホルムアミド、ビニルスルホン酸、ビニリデンフルオライド、ビニルアルキルエーテル類、N−フェニルマレイミド等の単官能モノマーを含有してもよい。モノマー全量に占める多官能性モノマーは、0.5〜70重量%が好ましく、1.0〜50重量%がより好ましい。 Preferred monomers for polymerization with a polyfunctional monomer include divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, and the like. be able to. Furthermore, esters and amides derived from acrylic acid such as acrylamide and methyl acrylate and α-alkyl acrylic acid, esters derived from maleic acid and fumaric acid such as dimethyl maleate and diethyl fumarate, butadiene, cyclohexane and the like. Dienes such as pentadiene, aromatic vinyl compounds such as styrene, p-chlorostyrene and sodium styrene sulfonate, vinyl esters, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl compounds having a nitrogen-containing heterocyclic ring, vinyl having a quaternary ammonium salt A monofunctional monomer such as a compound, N-vinylformamide, vinylsulfonic acid, vinylidene fluoride, vinyl alkyl ethers, N-phenylmaleimide may be contained. The polyfunctional monomer in the total amount of the monomer is preferably 0.5 to 70% by weight, more preferably 1.0 to 50% by weight.
上述のモノマーは、ラジカル重合によって重合することができる。本発明で使用できるゲル電解質用モノマーは、加熱、光、電子線あるいは電気化学的にラジカル重合することができる。架橋高分子が加熱によって形成される場合に使用される重合開始剤は、2,2´−アゾビスイソブチロニトリル、2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル−2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ系開始剤、ベンゾイルパーオキシド等の過酸化物系開始剤等が好ましい。これらの重合開始剤の添加量は、モノマー総量に対して、0.01〜20質量部が好ましく、0.1〜10質量部がより好ましい。 The above-mentioned monomers can be polymerized by radical polymerization. The monomer for gel electrolyte that can be used in the present invention can be radically polymerized by heating, light, electron beam or electrochemical. The polymerization initiator used when the crosslinked polymer is formed by heating is 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl-2. Azo initiators such as 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and peroxide initiators such as benzoyl peroxide are preferable. The addition amount of these polymerization initiators is preferably 0.01 to 20 parts by mass and more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to the total amount of monomers.
ポリマーの架橋反応により電解質をゲル化させる場合、架橋反応に必要な反応性基を含有するポリマー及び架橋剤を併用することが望ましい。架橋可能な反応性基に好ましい例としては、ピリジン、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、トリアゾール、モルフォリン、ピペリジン、ピペラジン等の含窒素複素環を挙げることができ、好ましい架橋剤は、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アラルキル、スルホン酸エステル、酸無水物、酸クロリド、イソシアネート等の窒素原子に対して求電子反応可能な2官能以上の試薬を挙げることができる。 When the electrolyte is gelled by a polymer crosslinking reaction, it is desirable to use a polymer containing a reactive group necessary for the crosslinking reaction and a crosslinking agent in combination. Preferable examples of the crosslinkable reactive group include nitrogen-containing heterocycles such as pyridine, imidazole, thiazole, oxazole, triazole, morpholine, piperidine, piperazine, etc. Preferred crosslinking agents include alkyl halides, halogens Bifunctional or higher functional reagents capable of electrophilic reaction with nitrogen atoms such as aralkyl fluoride, sulfonic acid ester, acid anhydride, acid chloride, and isocyanate can be exemplified.
無機固体化合物を電解質の代わりに用いる場合、ヨウ化銅、チオシアン化銅等をキャスト法、塗布法、スピンコート法、浸漬法、電解メッキ等の手法により電極内部に導入することができる。 When an inorganic solid compound is used instead of the electrolyte, copper iodide, copper thiocyanide, or the like can be introduced into the electrode by a casting method, a coating method, a spin coating method, a dipping method, electrolytic plating, or the like.
また、本発明では電解質の代わりに有機電荷輸送物質を用いることができる。電荷輸送物質には正孔輸送物質と電子輸送物質がある。前者の例としては、例えば特公昭34−5466号公報等に示されているオキサジアゾール類、特公昭45−555号公報等に示されているトリフェニルメタン類、特公昭52−4188号公報等に示されているピラゾリン類、特公昭55−42380号公報等に示されているヒドラゾン類、特開昭56−123544号公報等に示されているオキサジアゾール類、特開昭54−58445号公報に示されているテトラアリールベンジジン類、特開昭58−65440号公報、あるいは特開昭60−98437号公報に示されているスチルベン類等を挙げることができる。その中でも、本発明に使用される電荷輸送物質としては、特開昭60−24553号公報、特開平2−96767号公報、特開平2−183260号公報、並びに特開平2−226160号公報に示されているヒドラゾン類、特開平2−51162号公報、並びに特開平3−75660号公報に示されているスチルベン類が特に好ましい。また、これらは単独、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。 In the present invention, an organic charge transport material can be used instead of the electrolyte. Charge transport materials include hole transport materials and electron transport materials. Examples of the former include, for example, oxadiazoles disclosed in Japanese Patent Publication No. 34-5466, triphenylmethanes disclosed in Japanese Patent Publication No. 45-555, and Japanese Patent Publication No. 52-4188. Pyrazolines shown in the above, hydrazones shown in JP-B-55-42380, oxadiazoles shown in JP-A-56-123544, etc., JP-A-54-58445 And tetrasylbenzidines disclosed in JP-A No. 58-65440, and stilbenes disclosed in JP-A No. 60-98437. Among them, examples of the charge transport material used in the present invention are shown in JP-A-60-24553, JP-A-2-96767, JP-A-2-183260, and JP-A-2-226160. Particularly preferred are the hydrazones described, and the stilbenes shown in JP-A-2-51162 and JP-A-3-75660. Moreover, these can be used individually or in mixture of 2 or more types.
一方、電子輸送物質としては、例えばクロラニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン、あるいは1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキシド等がある。これらの電子輸送物質は単独、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。 On the other hand, examples of the electron transport material include chloranil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2,4 , 5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 1,3,7-trinitrodibenzothiophene, 1,3,7-trinitrodibenzothiophene-5,5-dioxide, etc. . These electron transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
また、更に増感効果を増大させる増感剤として、ある種の電子吸引性化合物を添加することもできる。この電子吸引性化合物としては例えば、2,3−ジクロロ−1,4−ナフトキノン、1−ニトロアントラキノン、1−クロロ−5−ニトロアントラキノン、2−クロロアントラキノン、フェナントレンキノン等のキノン類、4−ニトロベンズアルデヒド等のアルデヒド類、9−ベンゾイルアントラセン、インダンジオン、3,5−ジニトロベンゾフェノン、あるいは3,3′,5,5′−テトラニトロベンゾフェノン等のケトン類、無水フタル酸、4−クロロナフタル酸無水物等の酸無水物、テレフタラルマロノニトリル、9−アントリルメチリデンマロノニトリル、4−ニトロベンザルマロノニトリル、あるいは4−(p−ニトロベンゾイルオキシ)ベンザルマロノニトリル等のシアノ化合物、3−ベンザルフタリド、3−(α−シアノ−p−ニトロベンザル)フタリド、あるいは3−(α−シアノ−p−ニトロベンザル)−4,5,6,7−テトラクロロフタリド等のフタリド類等を挙げることができる。 Further, as a sensitizer that further increases the sensitizing effect, a certain kind of electron-withdrawing compound can be added. Examples of the electron-withdrawing compound include 2,3-dichloro-1,4-naphthoquinone, 1-nitroanthraquinone, 1-chloro-5-nitroanthraquinone, 2-chloroanthraquinone, phenanthrenequinone and other quinones, 4-nitro Aldehydes such as benzaldehyde, ketones such as 9-benzoylanthracene, indandione, 3,5-dinitrobenzophenone, or 3,3 ', 5,5'-tetranitrobenzophenone, phthalic anhydride, 4-chloronaphthalic anhydride Acid anhydrides such as terephthalalmalononitrile, 9-anthrylmethylidenemalononitrile, 4-nitrobenzalmalononitrile, or cyano compounds such as 4- (p-nitrobenzoyloxy) benzalmalononitrile, 3-benzalphthalide , 3- (α-cyano- - Nitorobenzaru) phthalide, or 3- (alpha-cyano -p- Nitorobenzaru) -4,5,6,7 can be mentioned phthalides such as tetrachloro phthalide like.
これらの電荷輸送材料を用いて電解質層を形成する場合、樹脂を併用することが好ましく、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアリレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂が優れている。又、これらの樹脂は、単独あるいは共重合体として2種以上を混合して用いることができる。 When forming an electrolyte layer using these charge transport materials, it is preferable to use a resin together, polystyrene resin, polyvinyl acetal resin, polysulfone resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyphenylene oxide resin, polyarylate resin, acrylic resin, A methacrylic resin, a phenoxy resin, etc. are mentioned. Among these, polystyrene resin, polyvinyl acetal resin, polycarbonate resin, polyester resin, and polyarylate resin are excellent. These resins can be used alone or in admixture of two or more as a copolymer.
これらの樹脂の中には、引っ張り、曲げ、圧縮等の機械的強度に弱いものがある。この性質を改良するために、可塑性を与える物質を加えることができる。具体的には、フタル酸エステル(例えばDOP、DBP等)、リン酸エステル(例えばTCP、TOP等)、セバシン酸エステル、アジピン酸エステル、ニトリルゴム、塩素化炭化水素等があげられる。これらの物質は、必要以上に添加すると特性に悪影響を及ぼすので、その割合は結着剤樹脂に対し20%以下が好ましい。その他、酸化防止剤やカール防止剤等を必要に応じて添加することができる。用いられる樹脂量は、電荷輸送物質1質量部に対して0.001〜20質量部が好ましく、0.01〜5質量部以下がより好ましい。 Some of these resins are weak in mechanical strength such as pulling, bending, and compression. To improve this property, a plasticizing substance can be added. Specific examples include phthalic acid esters (for example, DOP and DBP), phosphoric acid esters (for example, TCP and TOP), sebacic acid esters, adipic acid esters, nitrile rubber, chlorinated hydrocarbons, and the like. If these substances are added more than necessary, the properties are adversely affected, so the ratio is preferably 20% or less with respect to the binder resin. In addition, an antioxidant, an anti-curl agent, etc. can be added as needed. 0.001-20 mass parts is preferable with respect to 1 mass part of charge transport materials, and, as for the amount of resin used, 0.01-5 mass parts or less are more preferable.
電解質層13の形成方法は大きく2通りの方法が考えられる。1つは金属酸化物半導体層を形成された本発明の電極10の上に、先に金属メッシュ電極14を設けた透明基板15を貼り合わせ、その隙間に液状の電解質層13を挟み込む方法である。もう一つは、本発明の電極10の上に直接電解質層13を付与する方法である。この場合、金属メッシュ電極14を設けた透明基板15はその後新たに付与することになる。
There are two main methods for forming the
前者の場合、電解質層の挟み込み方法として、浸漬等による毛管現象を利用する常圧プロセスと常圧より低い圧力にして気相を液相に置換する真空プロセスが挙げられる。後者の場合、湿式の電解質層においては未乾燥のまま対極を付与し、エッジ部の液漏洩防止を施す必要がある。また、ゲル電解液の場合においては、湿式で塗布して重合等の方法により固体化する方法もある。その場合、乾燥、固定化した後に対極を付与してもよい。電解液の他、有機電荷輸送材料の溶解液やゲル電解質を付与する方法としては、半導体微粒子含有層や色素の付与と同様に、浸漬法、ローラ法、ディップ法、エアーナイフ法、エクストルージョン法、スライドホッパー法、ワイヤーバー法、スピン法、スプレー法、キャスト法、各種印刷法等が挙げられる。 In the former case, examples of the method for sandwiching the electrolyte layer include a normal pressure process using capillary action due to immersion and a vacuum process in which the gas phase is replaced with a liquid phase at a pressure lower than normal pressure. In the latter case, in the wet electrolyte layer, it is necessary to provide a counter electrode without being dried to prevent liquid leakage at the edge portion. In the case of a gel electrolyte, there is a method in which it is applied in a wet manner and solidified by a method such as polymerization. In that case, you may provide a counter electrode after drying and fixing. In addition to the electrolyte solution, the organic charge transport material solution and the gel electrolyte can be applied in the same manner as the semiconductor fine particle-containing layer and the dye, as in the immersion method, roller method, dipping method, air knife method, and extrusion method. , Slide hopper method, wire bar method, spin method, spray method, casting method, various printing methods, and the like.
透明基板15の上に設けられた金属メッシュ電極14は、図3に示される様な格子状の金属メッシュに代表されるような、網目状の電極である。メッシュ電極の形状はその間隙に照射光を通す目的からは、出来る限り開口部の面積が広い方が好ましいが、対極での電子移動の効率を向上させる目的からは、出来るだけ電極面積が広いことが好ましい。従って、対極の厚さは出来るだけ厚く、メッシュの開孔部は出来る限り広い事が好ましい。金属メッシュ電極のメッシュの厚みは1μm〜30μmの範囲、好ましくは3〜15μmの範囲であり、メッシュの開口部の大きさは0.001mm2〜5mm2の間、好ましくは0.0025mm2〜1mm2の間であり、電極の開口部の比率は75%以上好ましくは80%以上であり上限は95%である。
The
金属メッシュ電極14は透明基板15上に接着、塗布、蒸着などの種々の方法により設ける事が出来る。メッシュ電極の好ましい材質は、白金、ロジウム、ルテニウム、酸化ルテニウム、カーボンや導電性材料に白金をメッキした材料などを用いることができるが、最も好ましい電極の材料は白金電極である。
The
以下に本発明を実施例により説明する。 Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.
(実施例1)
幅300mm、厚み0.24mmのJIS―A1050のアルミニウムコイルを60℃4%の水酸化ナトリウム水溶液に10秒間浸漬、水洗した後、28℃で1.8%の塩酸電解液中に40A・dm2、60Hzの単層交流電流を30秒間流して電解粗面化し、水洗し、50℃10%リン酸を含む溶液に20秒浸漬してデスマットし、水洗、乾燥して本発明のアルミニウムコイルを得た。このアルミニウム表面のRaは0.68μmであった。
Example 1
An aluminum coil of JIS-A1050 having a width of 300 mm and a thickness of 0.24 mm was immersed in a 4% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. for 10 seconds, washed with water, and then 40 A · dm 2 in a 1.8% hydrochloric acid electrolyte at 28 ° C. The aluminum coil of the present invention is obtained by electrolytically roughening by flowing a 60 Hz single layer AC current for 30 seconds, washing with water, dipping in a solution containing 10% phosphoric acid at 50 ° C. for 20 seconds, washing with water and drying. It was. Ra of this aluminum surface was 0.68 μm.
(アルミニウム基板のフッ化物処理)
上記アルミニウムコイルを50mm×50mmに切断して下記のフッ化物溶液に25℃30分浸付後、水洗し、200℃で1時間焼結して約1g/m2の酸化チタンを表面に形成したアルミニウム基板を得た。
(フッ化物溶液)
フッ化チタンカリウム 0.025モル
リン酸 2g
メタリン酸ソーダ 10g
水酸化ナトリウムを加えてpH4.0に調整
純水を加えて全量1,000mlとする。
(Fluoride treatment of aluminum substrate)
The aluminum coil was cut into 50 mm × 50 mm, immersed in the following fluoride solution at 25 ° C. for 30 minutes, washed with water, and sintered at 200 ° C. for 1 hour to form about 1 g / m 2 of titanium oxide on the surface. An aluminum substrate was obtained.
(Fluoride solution)
Titanium fluoride potassium 0.025 mol Phosphoric acid 2 g
Sodium metaphosphate 10g
Add sodium hydroxide to adjust to pH 4.0 Add pure water to make a total volume of 1,000 ml.
(増感色素の吸着)
シス−ジ(チオシアナート)−N,N−ビス(2,2’−ビピリジル−4−カルボキシレートー4’−テトアブチルアンモニウムカルボキシレート)ルテニウム(II)で表される増感色素をエタノールに溶解した。この色素の濃度は3×10−4モル/Lであった。次に、このエタノール溶液にアルミニウム基板を入れ。室温で12時間浸漬して、上記アルミニウム基板を色素増感し図1の電極10とした。
(Adsorption of sensitizing dye)
A sensitizing dye represented by cis-di (thiocyanato) -N, N-bis (2,2′-bipyridyl-4-carboxylate-4′-tetobutylammonium carboxylate) ruthenium (II) was dissolved in ethanol. The concentration of this dye was 3 × 10 −4 mol / L. Next, put an aluminum substrate in this ethanol solution. The aluminum substrate was immersed for 12 hours at room temperature, and the aluminum substrate was dye-sensitized to obtain the
(色素増感太陽電池の作成)
厚さ200μmのポリエステルフィルム基板15に白金メッシュ電極14を付け上記電極10との間に電解質を入れて、この側面を樹脂で封入した後、リード線16を取り付けて本発明の色素増感型太陽電池とした。白金メッシュ電極は図3aで示される様な矩形の開口部を有し、開口部分の面積は0.01mm2で開口部の比率は90%で厚さ12μmのものを用いた。なお、電解質は、アセトニトリルの溶媒に、ヨウ化リチウム、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、ヨウ素及びt−ブチルピリジンを、それぞれの濃度が0.1モル/L、0.3モル/L、0.05モル/L、0.5モル/Lとなるように溶解したものを用いた。
(Creation of dye-sensitized solar cell)
A
(比較例1)
実施例1の粗面化されたアルミニウム板の代わりに、JIS―A1050のアルミニウムコイルを粗面化せずに60℃4%の水酸化ナトリウム水溶液に10秒間浸漬、水洗した後、25℃、4%リン酸水溶液中で間接給電方式により5g/m2の陽極酸化皮膜を形成し水洗、乾燥したアルミニウム基板を用いる以外は実施例1と同様に色素増感型太陽電池を作製した。
(Comparative Example 1)
Instead of the roughened aluminum plate of Example 1, the aluminum coil of JIS-A1050 was immersed in a 4% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C for 10 seconds without being roughened, washed with water, A dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that an anodized film of 5 g / m 2 was formed in an aqueous solution of% phosphoric acid by an indirect power feeding method, washed with water, and dried.
(比較例2)
FTOをコーティングした厚さ2mmのガラス基板(50mm×50mm)上に対向ターゲット式真空蒸着装置を用いて2枚の100mm×200mmの金属チタンをターゲットとして、酸素とアルゴンを共に5ml/分で供給した後、装置内の圧力を5mTorrに設定し、10KWで60分間スパッタリングを行い、1g/m2の酸化チタン層を形成した。アルミニウム基板の代わりにこの基板を用いて実施例1と同様に色素増感をおこなって図7の電極20とした。厚さ200μmのポリエステルフィルム基板(50mm×50mm)26に12μmの厚みで白金を蒸着して対電極25とし、上記電極20との間に電解質を入れて、この側面を樹脂で封入した後、リード線27を取り付けて比較例2の色素増感型太陽電池とした。電解質は実施例1と同じものを使用した。
(Comparative Example 2)
Oxygen and argon were both supplied at a rate of 5 ml / min on a 2 mm-thick glass substrate (50 mm × 50 mm) coated with FTO using a counter target type vacuum vapor deposition apparatus as a target of 100 mm × 200 mm metal titanium. Thereafter, the pressure in the apparatus was set to 5 mTorr, and sputtering was performed at 10 KW for 60 minutes to form a 1 g / m 2 titanium oxide layer. Using this substrate instead of the aluminum substrate, dye sensitization was performed in the same manner as in Example 1 to obtain the
本発明の太陽電池に、金属メッシュ電極側からソーラーシュミレーターで100W/m2の強度の光を照射したところ、Voc(開回路状態の電圧)は0.68Vであり、Joc(回路を短絡したとき流れる電流の密度)は1.15mA/cm2であり、FF(曲線因子)は0.67であり、η(変換効率)は3.40%であった。これは太陽電池として有用であることがわかった。比較例1で用いたフッ化物で処理する前のアルミニウム板は平滑表面(Raが0.1μm未満)に規則的なマイクロポアを有しており、このアルミニウム板を用いて太陽電池を形成したときのVocは0.67Vであり、Jocは0.22mA/cm2であり、FFは0.07であり、ηは0.45%であり、太陽電池としては性能の劣るものであった。比較例2の太陽電池は酸化チタンを形成したガラス基板側から光照射を行ってところ、Vocは0.62Vであり、Jocは0.85mA/cm2であり、FFは0.51であり、ηは2.45%であり、本発明に比べて太陽電池としては性能の劣るものであった。 When the solar cell of the present invention was irradiated with light of 100 W / m 2 with a solar simulator from the metal mesh electrode side, Voc (voltage in an open circuit state) was 0.68 V, and Joc (when the circuit was short-circuited) The density of the flowing current was 1.15 mA / cm 2 , the FF (fill factor) was 0.67, and η (conversion efficiency) was 3.40%. This proved useful as a solar cell. The aluminum plate before treatment with the fluoride used in Comparative Example 1 has regular micropores on a smooth surface (Ra is less than 0.1 μm), and when a solar cell is formed using this aluminum plate Voc was 0.67 V, Joc was 0.22 mA / cm 2 , FF was 0.07, η was 0.45%, and the performance of the solar cell was inferior. When the solar cell of Comparative Example 2 is irradiated with light from the glass substrate side on which titanium oxide is formed, Voc is 0.62 V, Joc is 0.85 mA / cm 2 , and FF is 0.51. η was 2.45%, which was inferior in performance as a solar cell compared to the present invention.
1 大波構造
2 微細ピット
3 金属酸化物半導体の微粒子
4 金属酸化物半導体層
10 アルミニウム表面に金属酸化物半導体層を形成された電極
11 粗面化されたアルミニウム表面を有する基板
12 金属酸化物半導体層
13 電解質層
14 金属メッシュ電極
15 透明基板
16 リード線
P 照射光
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