JP2006278299A - Laminate for dye-sensitized solar cell, substrate material for dye-sensitized solar cell with heat resistant substrate, substrate material for dye-sensitized solar cell, and dye-sensitized solar cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate material for dye-sensitized solar cell equipped with a transparent electrode having high chemical resistance and high electric conductivity, a dye-sensitized solar cell cell and a laminate for dye-sensitized solar cell used for manufacturing this, and a substrate material for dye-sensitized solar cell with heat resistant substrate, and to provide a substrate material for dye-sensitized solar cell with flexibility, and dye-sensitized solar cell cell. <P>SOLUTION: The laminate for the dye-sensitized solar cell is comprised of a heat resistant substrate, a porous layer formed on the heat resistant substrate and containing metal oxide semiconductor fine particles, a first transparent electrode layer formed on the heat resistant substrate and comprising a first metal oxide, and a second transparent electrode layer formed on the first transparent electrode layer and comprising a second metal oxide, and the first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池セル、およびこれらの製造に用いられる色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材に関するものであり、より詳しくは互いに異なる金属酸化物からなる透明電極層が2層積層した透明電極を有する色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池セル、およびこれらの製造に用いられる色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材に関するものである。   The present invention relates to a dye-sensitized solar cell substrate, a dye-sensitized solar cell, a laminate for a dye-sensitized solar cell used for production thereof, and a dye-sensitized solar cell base with a heat-resistant substrate. More specifically, the present invention relates to a dye-sensitized solar cell substrate, a dye-sensitized solar cell having a transparent electrode in which two transparent electrode layers made of different metal oxides are laminated, and production thereof. The present invention relates to a laminate for a dye-sensitized solar cell and a substrate for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate.

近年、二酸化炭素の増加が原因とされる地球温暖化等の環境問題が深刻となり、世界的にその対策が進められている。中でも環境に対する負荷が小さく、クリーンなエネルギー源として、太陽光エネルギーを利用した太陽電池に関する積極的な研究開発が進められている。このような太陽電池としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、および化合物半導体太陽電池などが既に実用化されているが、これらの太陽電池は製造コストが高い等の問題がある。そこで、環境負荷が小さく、かつ製造コストを削減できる太陽電池として、色素増感型太陽電池が注目されており、広く研究開発が進められている。   In recent years, environmental problems such as global warming caused by an increase in carbon dioxide have become serious, and countermeasures are being promoted worldwide. In particular, active research and development on solar cells using solar energy as a clean energy source with a low environmental impact is underway. As such solar cells, single crystal silicon solar cells, polycrystalline silicon solar cells, amorphous silicon solar cells, compound semiconductor solar cells and the like have already been put into practical use, but these solar cells have high production costs, etc. There is a problem. Therefore, a dye-sensitized solar cell has attracted attention as a solar cell that has a small environmental load and can reduce the manufacturing cost, and has been widely researched and developed.

色素増感型太陽電池セルの一般的な構成を図7に示す。図7に示すように、一般的な色素増感型太陽電池セル7は、基材1上に、第1電極層(透明電極層)2と、色素増感剤を担持した金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層3と、酸化還元対を有する電解質層4と、第2電極層5と、対向基材6がこの順に積層された構成を有し、基材1側から太陽光を受光することによって励起され、励起された電子が第1電極層へ伝導し、外部回路を通じて第2電極層へ伝導される。その後、酸化還元対を介して増感色素の基底準位に電子が戻ることよって発電するものである。このような色素増感型太陽電池としては、上記多孔質層を多孔質二酸化チタンから構成し、色素増感剤の含有量を増加させたグレッチェルセルが代表的であり、発電効率の高い色素増感型太陽電池として広く研究の対象となっている。   A general configuration of the dye-sensitized solar cell is shown in FIG. As shown in FIG. 7, a general dye-sensitized solar cell 7 includes metal oxide semiconductor fine particles carrying a first electrode layer (transparent electrode layer) 2 and a dye sensitizer on a substrate 1. A porous layer 3 containing a redox pair, an electrolyte layer 4 having a redox pair, a second electrode layer 5, and a counter substrate 6 are laminated in this order, and receives sunlight from the substrate 1 side. The excited electrons are conducted to the first electrode layer and conducted to the second electrode layer through an external circuit. Thereafter, electricity is generated by returning the electrons to the ground level of the sensitizing dye via the redox pair. A typical example of such a dye-sensitized solar cell is a Gretcher cell in which the porous layer is made of porous titanium dioxide and the content of the dye sensitizer is increased. It has been widely studied as a sensitized solar cell.

ここで、上記色素増感型太陽電池においては、効率良く電荷を輸送するために多孔質層内部まで電解質を浸透させる必要があるが、多孔質内部に電解質を浸透させると必然的に透明電極と電解質が接触してしまう。このため、化学的耐久性が低いITOを電極として用いた場合、電解質中に含まれる酸化還元対や電解質溶媒により劣化してしまい、電極としての機能が経時で低下してしまう問題があった。   Here, in the dye-sensitized solar cell, in order to efficiently transport charges, it is necessary to infiltrate the electrolyte into the porous layer. However, if the electrolyte is infiltrated into the porous layer, the transparent electrode The electrolyte comes into contact. For this reason, when ITO with low chemical durability is used as an electrode, there is a problem that the function as an electrode is deteriorated with time due to deterioration due to an oxidation-reduction pair or an electrolyte solvent contained in the electrolyte.

上記問題点に対する解決策として、上記透明電極層をITOではなく、例えばFTO、SnO等の化学的耐久性に優れる透明金属酸化物から構成する方法が考えられる。このような化学的耐久性に優れる透明金属酸化物を用いることにより、上記酸化還元対に対する透明電極層の耐性を向上することができるので、経時安定性に優れた色素増感型太陽電池を形成できるが、一般的にこのような化学的耐久性に優れる透明金属酸化物は、導電性においてITOよりも劣るため、結果的に得られる色素増感型太陽電池は発電効率が低いものになってしまう問題点がある。 As a solution to the above problem, a method is conceivable in which the transparent electrode layer is made of a transparent metal oxide having excellent chemical durability such as FTO or SnO 2 instead of ITO. By using such a transparent metal oxide having excellent chemical durability, it is possible to improve the resistance of the transparent electrode layer to the redox couple, thus forming a dye-sensitized solar cell with excellent temporal stability. In general, however, such a transparent metal oxide having excellent chemical durability is inferior to ITO in terms of electrical conductivity, so that the resulting dye-sensitized solar cell has low power generation efficiency. There is a problem.

また、特許文献1には基材上に2層以上の異なる透明電極膜を形成し、上層の透明電極膜が下層の透明電極膜よりも耐熱性が高いことを特徴する透明電極用基材が開示されている。特許文献1に開示されている方法に従えば、上記透明電極層を、ITOからなる透明電極層と、化学的耐久性に優れる透明金属酸化物からなる透明電極層とを積層することにより、上記化学的耐久性に優れ、経時安定性を備える色素増感型太陽電池を形成することが可能である。   Patent Document 1 discloses a transparent electrode substrate characterized in that two or more different transparent electrode films are formed on a substrate, and the upper transparent electrode film has higher heat resistance than the lower transparent electrode film. It is disclosed. According to the method disclosed in Patent Document 1, the transparent electrode layer is formed by laminating a transparent electrode layer made of ITO and a transparent electrode layer made of a transparent metal oxide having excellent chemical durability. It is possible to form a dye-sensitized solar cell that has excellent chemical durability and stability over time.

しかし、特許文献1に開示された方法は、上記化学的耐久性に優れる透明金属酸化物からなる透明電極層を形成するために、500℃〜600℃での加熱処理を行うことが必要であるため、色素増感型太陽電池に用いる基材としては、このような加熱処理に耐え得る耐熱性を有する材質でなければ用いることができず、一般的な樹脂製フイルム基材は使用することができない問題点がある。このため、特許文献1に開示された方法で化学的耐久性に優れる透明電極層を形成する場合、上記基材としては、耐熱ガラスや石英ガラス等のリジッド材しか用いることができず、得られる色素増感型太陽電池としては加工適性が悪かったり、重量が重くなってしまう等、実用性の面で不利となってしまう問題がある。   However, the method disclosed in Patent Document 1 requires heat treatment at 500 ° C. to 600 ° C. in order to form a transparent electrode layer made of a transparent metal oxide having excellent chemical durability. Therefore, as a base material used for a dye-sensitized solar cell, a material having heat resistance that can withstand such heat treatment can be used, and a general resin film base material can be used. There is a problem that cannot be done. For this reason, when forming the transparent electrode layer which is excellent in chemical durability by the method disclosed in Patent Document 1, only the rigid material such as heat-resistant glass or quartz glass can be used as the base material, which is obtained. As a dye-sensitized solar cell, there is a problem that it is disadvantageous in terms of practicality, such as poor processability and a heavy weight.

さらに、上記金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を形成するには、一般的に300℃〜1000℃での焼成処理を行うことが必要である。このため、特許文献1に開示された方法に従って基材上に上記2層からなる透明電極層を形成した後、当該透明電極上に上記多孔質層を形成する場合、必然的に透明電極層も焼成処理による加熱条件に曝されることになる。一般的に、透明電極層に用いる金属酸化物は、加熱条件に曝されると酸化劣化が進行し、電気抵抗値が増加してしまうため、特許文献1に開示された方法では、金属酸化物が本来有する優れた電気伝導性が損なわれてしまう問題点がある。   Furthermore, in order to form a porous layer containing the metal oxide semiconductor fine particles, it is generally necessary to perform a baking treatment at 300 ° C. to 1000 ° C. For this reason, when forming the said porous layer on the said transparent electrode after forming the said transparent electrode layer which consists of said 2 layers on a base material according to the method disclosed by patent document 1, a transparent electrode layer is also inevitably It will be exposed to the heating conditions by a baking process. In general, when a metal oxide used for a transparent electrode layer is exposed to heating conditions, oxidative degradation progresses and an electrical resistance value increases. Therefore, in the method disclosed in Patent Document 1, the metal oxide is used. There is a problem in that the excellent electrical conductivity inherent to is impaired.

特開2003−323818号公報JP 2003-323818 A

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、化学的耐久性および電気伝導性に優れた透明電極を備える色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池セル、およびこれらの製造に用いられる色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を提供すること、および、可撓性を備える色素増感型太陽電池用基材、および色素増感型太陽電池セルを提供することを主目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a dye-sensitized solar cell substrate, a dye-sensitized solar cell, and a dye-sensitized solar cell provided with a transparent electrode excellent in chemical durability and electrical conductivity. Provided a laminate for a dye-sensitized solar cell, a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate, and a substrate for a dye-sensitized solar cell having flexibility, And a dye-sensitized solar cell.

上記目的を達成するために本発明は、耐熱基板と、上記耐熱基板上に形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、上記多孔質層上に形成され、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、上記第1透明電極層上に形成され、第2金属酸化物からなる第2透明電極層と、からなる色素増感型太陽電池用積層体であって、
上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことを特徴とする色素増感型太陽電池用積層体を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a heat resistant substrate, a porous layer formed on the heat resistant substrate and containing metal oxide semiconductor fine particles, formed on the porous layer, and formed of a first metal oxide. A laminate for a dye-sensitized solar cell, comprising: a first transparent electrode layer comprising: a second transparent electrode layer formed on the first transparent electrode layer and comprising a second metal oxide;
Provided is a laminate for a dye-sensitized solar cell, wherein the first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide.

本発明によれば、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、第2金属酸化物からなる第2透明電極層との2層の透明電極を備え、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことにより、第1透明電極層が、第2透明電極層を酸化還元対による侵蝕から保護する「保護層」としての役割を果たすことができる。したがって、本発明によれば第2透明電極層の電気伝導性が経時で損なわれることない、化学的耐久性に優れた色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを製造することできる、色素増感型太陽電池用積層体を得ることができる。   According to the present invention, the first metal oxide is provided with two transparent electrodes, a first transparent electrode layer made of the first metal oxide and a second transparent electrode layer made of the second metal oxide. However, since the chemical durability is higher than that of the second metal oxide, the first transparent electrode layer serves as a “protective layer” that protects the second transparent electrode layer from being eroded by the redox couple. Can do. Therefore, according to the present invention, a substrate for a dye-sensitized solar cell and a dye-sensitized solar cell excellent in chemical durability are manufactured without losing the electrical conductivity of the second transparent electrode layer over time. A laminate for a dye-sensitized solar cell that can be obtained can be obtained.

本発明においては、上記第1金属酸化物が、FTO、SnO、IZO、ZnO、ATO、フッ素ドープZnO、アルミニウムドープZnO、ガリウムドープZnO、およびホウ素ドープZnOからなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましい。このような金属酸化物は化学的耐久性に特に優れるため、上記第1金属酸化物として、このような群からなるいずれか1つの金属酸化物を用いることにより、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて製造される色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルの化学的耐久性をより一層優れたものにできるからである。 In the present invention, the first metal oxide is at least one selected from the group consisting of FTO, SnO 2 , IZO, ZnO, ATO, fluorine-doped ZnO, aluminum-doped ZnO, gallium-doped ZnO, and boron-doped ZnO. It is preferable that Since such a metal oxide is particularly excellent in chemical durability, the dye-sensitized solar of the present invention can be obtained by using any one metal oxide of such a group as the first metal oxide. This is because the chemical durability of the dye-sensitized solar cell substrate and the dye-sensitized solar cell manufactured using the battery laminate can be further improved.

また本発明においては、上記第2金属酸化物が、ITOであることが好ましい。ITOは太陽光に対する透光性と電気伝導性とに優れるため、上記第2金属酸化物としてITOを用いることにより、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて製造される色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを化学的耐久性と電気伝導性とに優れたものにできるからである。
また、本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、その製造工程において第2透明電極層が焼成処理等の加熱条件に曝されることがないため、第2金属酸化物としてITOを用いたとしても、ITOが本来有する優れた電気伝導性を維持できるといった利点を有するからである。
In the present invention, the second metal oxide is preferably ITO. Since ITO is excellent in translucency and electric conductivity with respect to sunlight, by using ITO as the second metal oxide, the dye sensitization produced using the laminate for the dye-sensitized solar cell of the present invention is used. This is because the substrate for the sensitive solar cell and the dye-sensitized solar cell can be made excellent in chemical durability and electrical conductivity.
In addition, the laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention uses ITO as the second metal oxide because the second transparent electrode layer is not exposed to heating conditions such as baking treatment in the manufacturing process. Even if it exists, it is because there exists an advantage that the outstanding electrical conductivity which ITO originally has can be maintained.

本発明は、基材と、熱溶融性樹脂からなる接着層と、上記色素増感型太陽電池用積層体と、からなる耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材であって、
上記色素増感型太陽電池用積層体が有する第2透明電極層と、上記基材とが、上記接着層を介して接合していることを特徴とする耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を提供する。
The present invention is a base material for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate, comprising a base material, an adhesive layer made of a heat-meltable resin, and the dye-sensitized solar cell laminate,
For a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate, wherein the second transparent electrode layer of the laminate for a dye-sensitized solar cell and the base material are bonded via the adhesive layer. A substrate is provided.

本発明によれば、上記色素増感型太陽電池用積層体を用いることにより、化学的耐久性および電気伝導性に優れた色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを容易に製造できる耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。また、上記色素増感型太陽電池用積層体を用いることにより、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材から色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを作成する工程において加熱処理を必要としないため、上記基材としては、耐熱性を有するリジッド材に限られずあらゆる材質の基材を用いることができる。したがって、本発明によれば、所望の物性を有する基材を有する色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを製造することができる、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。   According to the present invention, by using the laminate for a dye-sensitized solar cell, the dye-sensitized solar cell substrate and the dye-sensitized solar cell excellent in chemical durability and electrical conductivity are obtained. A base material for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate that can be easily produced can be obtained. Further, by using the laminate for a dye-sensitized solar cell, the base material for a dye-sensitized solar cell and the dye-sensitized solar cell according to the present invention can be used. Since the heat treatment is not required in the step of forming the base material, the base material is not limited to a rigid material having heat resistance, and base materials of any material can be used. Therefore, according to the present invention, a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate capable of producing a dye-sensitized solar cell substrate and a dye-sensitized solar cell having a substrate having desired physical properties. A substrate for use can be obtained.

本発明においては、上記基材が、樹脂製フイルム基材であることが好ましい。樹脂製フイルム基材は可撓性に優れ、かつ軽量であるため、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を用いて製造される色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを製造適性や、加工適性等の実用性に優れたものにできるからである。   In the present invention, the substrate is preferably a resin film substrate. Since the resin film base material is excellent in flexibility and lightweight, the dye-sensitized solar cell base material and the dye manufactured using the heat-resistant substrate-attached dye-sensitized solar cell base material of the present invention This is because the sensitized solar cell can be made excellent in practicality such as manufacturing suitability and processability.

本発明は、基材と、上記基材上に形成され、熱溶融性樹脂からなる接着層と、
上記接着層上に形成され、第2金属酸化物からなる第2透明電極層と、上記第2透明電極層上に形成され、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、上記第1透明電極層上に形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、からなる色素増感型太陽電池用基材であって、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことを特徴とする色素増感型太陽電池用基材を提供する。
The present invention includes a base material, an adhesive layer formed on the base material and made of a heat-meltable resin,
A second transparent electrode layer formed on the adhesive layer and made of a second metal oxide, a first transparent electrode layer formed on the second transparent electrode layer and made of the first metal oxide, and the first A substrate for a dye-sensitized solar cell formed on a transparent electrode layer and comprising a porous layer containing metal oxide semiconductor fine particles, wherein the first metal oxide is the second metal oxide. Disclosed is a dye-sensitized solar cell substrate characterized by having higher chemical durability than a product.

本発明によれば、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、第2金属酸化物からなる第2透明電極層との2層の透明電極を備え、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことにより、第2透明電極層の電気伝導性が経時で損なわれることない、化学的耐久性に優れた色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。
また、本発明においては上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことにより、第2透明電極層のみならず、上記接着層が酸化還元対により侵蝕されることも抑制することができる。したがって、本発明によれば、経時で接着層の接着力が失われることのない、接着安定性に優れた色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。
According to the present invention, the first metal oxide is provided with two transparent electrodes, a first transparent electrode layer made of the first metal oxide and a second transparent electrode layer made of the second metal oxide. However, since the chemical durability is higher than that of the second metal oxide, the electrical conductivity of the second transparent electrode layer is not impaired over time, and the dye-sensitized solar cell has excellent chemical durability. A substrate can be obtained.
In the present invention, since the first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide, not only the second transparent electrode layer but also the adhesive layer is formed by a redox pair. Corrosion can also be suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a dye-sensitized solar cell substrate that is excellent in adhesion stability and does not lose the adhesive strength of the adhesive layer over time.

本発明においては、上記第1金属酸化物が、FTO、SnO、IZO、ZnO、ATO、フッ素ドープ酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、およびホウ素ドープ酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましい。このような金属酸化物は化学的耐久性に特に優れるため、上記第1金属酸化物として、このような群からなるいずれか1つの金属酸化物を用いることにより、本発明の色素増感型太陽電池用基材の化学的耐久性および接着安定性をより一層優れたものにできるからである。 In the present invention, the first metal oxide is selected from the group consisting of FTO, SnO 2 , IZO, ZnO, ATO, fluorine-doped zinc oxide, aluminum-doped zinc oxide, gallium-doped zinc oxide, and boron-doped zinc oxide. It is preferable that the number is at least one. Since such a metal oxide is particularly excellent in chemical durability, the dye-sensitized solar of the present invention can be obtained by using any one metal oxide of such a group as the first metal oxide. This is because the chemical durability and adhesion stability of the battery substrate can be further improved.

本発明においては、上記第2金属酸化物が、ITOであることが好ましい。ITOは太陽光に対する透光性と電気伝導性とに優れるため、上記第2金属酸化物としてITOを用いることにより、本発明の色素増感型太陽電池用基材を上記化学的耐久性および接着安定性に加えて、電気伝導性に優れたものにできるからである。   In the present invention, the second metal oxide is preferably ITO. Since ITO is excellent in translucency and electric conductivity with respect to sunlight, by using ITO as the second metal oxide, the substrate for the dye-sensitized solar cell of the present invention can be bonded to the chemical durability and adhesion. It is because it can be made excellent in electrical conductivity in addition to stability.

本発明においては、上記基材が、樹脂製フイルム基材であることが好ましい。樹脂製フイルム基材は可撓性に優れ、かつ軽量であるため、上記基材として樹脂製フイルム基材を用いることにより、本発明の色素増感型太陽電池用基材を製造適性や、加工適性等の実用性に優れたものにできるからである。   In the present invention, the substrate is preferably a resin film substrate. Since the resin film base material is excellent in flexibility and lightweight, the resin film base material is used as the base material, so that the dye-sensitized solar cell base material of the present invention can be manufactured and processed. It is because it can be made excellent in practicality such as aptitude.

本発明は、上記色素増感型太陽電池用基材と、第2電極層および対向基材からなる対電極基材と、酸化還元対を含む電解質層と、からなる色素増感型太陽電池セルであって、
上記色素増感型太陽電池用基材が有する多孔質層と、上記対電極基材が有する第2電極層とが、上記電解質層を介して対向配置されていることを特徴とする色素増感型太陽電池セルを提供する。
The present invention provides a dye-sensitized solar cell comprising the dye-sensitized solar cell base material, a counter electrode base material including a second electrode layer and a counter base material, and an electrolyte layer including a redox pair. Because
A dye sensitizing method characterized in that a porous layer of the dye-sensitized solar cell substrate and a second electrode layer of the counter electrode substrate are arranged to face each other with the electrolyte layer interposed therebetween. A solar cell is provided.

本発明によれば、上記色素増感型太陽電池用基材を用いることにより、上記第1透明電極層と上記第2透明電極層とからなる透明電極が、酸化還元対により侵蝕されることのない化学的耐久性に優れるため、電気伝導性を長時間安定的に維持することができる。したがって、本発明によれば、発電効率の経時安定性に優れる色素増感型太陽電池セルを得ることができる。また、本発明によれば、上記基材として樹脂製フイルム基材を用いた上記色素増感型太陽電池用基材を用いることにより、可撓性を有する色素増感型太陽電池セルを容易に得ることができる。   According to the present invention, by using the dye-sensitized solar cell substrate, the transparent electrode composed of the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer is eroded by the redox pair. Therefore, the electrical conductivity can be stably maintained for a long time. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a dye-sensitized solar cell excellent in the temporal stability of power generation efficiency. In addition, according to the present invention, by using the dye-sensitized solar cell base material using a resin film base material as the base material, a flexible dye-sensitized solar cell can be easily obtained. Obtainable.

本発明によれば、化学的耐久性および電気伝導性に優れた透明電極を備える色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池セル、およびこれらの製造に用いられる色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を得ることができるといった効果を奏する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the base material for dye-sensitized solar cells provided with the transparent electrode excellent in chemical durability and electrical conductivity, a dye-sensitized solar cell, and the dye-sensitized type used for these manufacture There is an effect that a laminate for a solar cell and a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate can be obtained.

以下、本発明の色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材、および色素増感型太陽電池セルについて詳細に説明する。   Hereinafter, a laminate for a dye-sensitized solar cell, a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate, a dye-sensitized solar cell substrate, and a dye-sensitized solar cell according to the present invention will be described in detail. To do.

A.色素増感型太陽電池用積層体
まず、本発明の色素増感型太陽電池用積層体について説明する。本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、耐熱基板と、上記耐熱基板上に形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、上記多孔質層上に形成され、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、上記第1透明電極層上に形成され、第2金属酸化物からなる第2透明電極層と、からなる色素増感型太陽電池用積層体であって、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことを特徴とするものである。
A. First, the laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention will be described. The laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention includes a heat-resistant substrate, a porous layer formed on the heat-resistant substrate and including metal oxide semiconductor fine particles, and formed on the porous layer. A laminate for a dye-sensitized solar cell, comprising: a first transparent electrode layer made of an oxide; and a second transparent electrode layer formed on the first transparent electrode layer and made of a second metal oxide. The first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide.

次に本発明の色素増感型太陽電池用積層体について図を参照しながら説明する。図1は本発明の色素増感型太陽電池用積層体の一例を示す概略断面図である。図1に示すように、本発明の色素増感型太陽電池用積層体10は、耐熱基板16と、上記耐熱基板16上に形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層15と、上記多孔質層15上に形成され、第1金属酸化物からなる第1透明電極層14と、上記第1透明電極層14上に形成され、第2金属酸化物からなる第2透明電極層13と、からなる色素増感型太陽電池用積層体であって、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことを特徴とするものである。   Next, the laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention. As shown in FIG. 1, the laminate 10 for a dye-sensitized solar cell of the present invention includes a heat resistant substrate 16, a porous layer 15 formed on the heat resistant substrate 16 and containing metal oxide semiconductor fine particles, A first transparent electrode layer 14 formed on the porous layer 15 and made of a first metal oxide; and a second transparent electrode layer 13 formed on the first transparent electrode layer 14 and made of a second metal oxide; The laminate for a dye-sensitized solar cell is characterized in that the first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide.

本発明によれば、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、第2金属酸化物からなる第2透明電極層との2層の透明電極を備え、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことにより、第1透明電極層が、第2透明電極層を酸化還元対による侵蝕から保護する「保護層」としての役割を果たすことができる。したがって、本発明によれば第2透明電極層の電気伝導性が経時で損なわれることない、化学的耐久性に優れた色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを容易に製造することできる、色素増感型太陽電池用積層体を得ることができる。   According to the present invention, the first metal oxide is provided with two transparent electrodes, a first transparent electrode layer made of the first metal oxide and a second transparent electrode layer made of the second metal oxide. However, since the chemical durability is higher than that of the second metal oxide, the first transparent electrode layer serves as a “protective layer” that protects the second transparent electrode layer from being eroded by the redox couple. Can do. Therefore, according to the present invention, the electrical conductivity of the second transparent electrode layer is not impaired over time, and the dye-sensitized solar cell substrate and the dye-sensitized solar cell excellent in chemical durability are easily obtained. It is possible to obtain a laminate for a dye-sensitized solar cell, which can be manufactured in a simple manner.

色素増感型太陽電池は、クリーンなエネルギー源として広く研究の対象となっているが、透明電極として一般的に用いられるITOが化学的耐久性に乏しいため、経時で酸化還元対により侵蝕され、電極としての機能を損なってしまう問題点が有り、実用性に欠けるという問題点があった。このような問題点に対し、化学的耐久性に優れた金属酸化物を用いて透明電極を構成する方法も考えられるが、一般的に化学的耐久性に優れる金属酸化物として知られる、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)やSnOは、電気伝導性がITOに比べて劣るため、このような金属酸化物で透明電極層を形成した場合、化学的耐久性は向上できるが、太陽電池としては発電効率に劣ってしまう問題があった。また、基材上にITOからなる透明電極層と、上記の例のような化学的耐久性に優れる金属酸化物からなる透明電極層をこの順に積層することにより、電気伝導性と化学的耐久性との両立を図ることも考えられるが、この場合、上記化学的耐久性に優れる金属酸化物からなる透明電極層を形成する際に、加熱処理を実施することが必要となるため、ITOの酸化劣化が進行し、結果として導電性が損なわれてしまう問題点があった。さらに、上記加熱処理を実施するため、上記基材としては例えば、耐熱ガラスや石英ガラス等の耐熱性基材しか用いることができず、可撓性を有する色素増感型太陽電池を得ることは困難であった。 Dye-sensitized solar cells have been widely studied as a clean energy source, but ITO, which is commonly used as a transparent electrode, is poor in chemical durability, so it is eroded by redox couples over time. There is a problem that the function as an electrode is impaired, and there is a problem that it lacks practicality. For such problems, a method of forming a transparent electrode using a metal oxide excellent in chemical durability is also conceivable, but FTO (generally known as a metal oxide excellent in chemical durability, Fluorine-doped tin oxide) and SnO 2 are inferior in electrical conductivity to ITO, so when a transparent electrode layer is formed with such a metal oxide, chemical durability can be improved, but as a solar cell, power generation is possible. There was a problem of inefficiency. Also, by laminating a transparent electrode layer made of ITO and a transparent electrode layer made of a metal oxide having excellent chemical durability as in the above example on the base material in this order, electrical conductivity and chemical durability In this case, it is necessary to carry out heat treatment when forming the transparent electrode layer made of the metal oxide having excellent chemical durability. There was a problem that deterioration progressed and as a result, conductivity was impaired. Furthermore, since the heat treatment is performed, only the heat-resistant substrate such as heat-resistant glass or quartz glass can be used as the substrate, and a flexible dye-sensitized solar cell can be obtained. It was difficult.

本発明の色素増感型太陽電池用積層体は、透明電極の電気伝導性と化学的耐久性の両立が可能であり、かつ可撓性を有する色素増感型太陽電池を製造するのに好適に用いられるものである。すなわち、本発明によれば、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、第2金属酸化物からなる第2透明電極層との2層の透明電極(以下、第1透明電極層と、第2透明電極層を合わせて、第1電極層と称する場合がある。)を備え、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことにより、第1電極層の化学的耐久性を向上することができる。
また、本発明の色素増感型太陽電池用積層体では、後述するように高温での加熱処理が必要な、多孔質層と第2透明電極層とを形成した後に、第1透明電極層を形成するため、加熱処理により第1透明電極層を構成する第1金属酸化物の電気抵抗値が増加することがない。したがって、本発明の色素増感型太陽電池用積層体によれば、化学的耐久性と電気伝導性に優れる第1電極層を形成することができる。
さらに、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用い、後述する方法により色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを形成することにより、可撓性に優れる色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを容易に製造することができる。
The laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention is suitable for producing a dye-sensitized solar cell having both flexibility of electrical conductivity and chemical durability of a transparent electrode and flexibility. It is used for. That is, according to the present invention, two transparent electrodes (hereinafter referred to as a first transparent electrode layer), which are a first transparent electrode layer made of a first metal oxide and a second transparent electrode layer made of a second metal oxide. And the second transparent electrode layer may be collectively referred to as a first electrode layer.), And the first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide. The chemical durability of the first electrode layer can be improved.
Moreover, in the laminated body for dye-sensitized solar cells of this invention, after forming the porous layer and 2nd transparent electrode layer which require the heat processing at high temperature so that it may mention later, a 1st transparent electrode layer is formed. Since it forms, the electrical resistance value of the 1st metal oxide which comprises a 1st transparent electrode layer does not increase by heat processing. Therefore, according to the laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention, the first electrode layer excellent in chemical durability and electrical conductivity can be formed.
Furthermore, the pigment | dye which is excellent in flexibility by forming the base material for dye-sensitized solar cells and a dye-sensitized solar cell by the method mentioned later using the laminated body for dye-sensitized solar cells of this invention. The base material for sensitized solar cells and the dye-sensitized solar cell can be easily manufactured.

以下、本発明の色素増感型太陽電池用積層体の各構成について詳細に説明する。   Hereinafter, each structure of the laminated body for dye-sensitized solar cells of this invention is demonstrated in detail.

1.第1透明電極層
まず、本発明の色素増感型太陽電池用積層体における第1透明電極層について説明する。本発明における第1透明電極層は、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高い第1金属酸化物からなることを特徴とするものである。
1. 1st transparent electrode layer First, the 1st transparent electrode layer in the laminated body for dye-sensitized solar cells of this invention is demonstrated. The 1st transparent electrode layer in this invention consists of a 1st metal oxide whose chemical durability is higher than the said 2nd metal oxide.

本発明における第1透明電極層の厚みは、第2透明電極層を酸化還元対による侵蝕から保護できる範囲内であれば特に限定されないが、通常、5nm〜500nmの範囲内が好ましく、特に30nm〜350nmの範囲内であることが好ましく、中でも100nm〜350nmの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲よりも厚いと、第1透明電極層の電気抵抗値が増加し、本発明の色素増感型太陽電池用積層体から製造される色素増感型太陽電池セルの発電効率が損なわれてしまう場合があり、また厚みが上記範囲より薄いと、酸化還元対が第1透明電極層を透過し、第2透明電極層が侵蝕されてしまう可能性があるからである。   The thickness of the first transparent electrode layer in the present invention is not particularly limited as long as it is within a range in which the second transparent electrode layer can be protected from erosion by the redox couple, but usually within the range of 5 nm to 500 nm, particularly 30 nm to It is preferably in the range of 350 nm, and more preferably in the range of 100 nm to 350 nm. If the thickness is thicker than the above range, the electrical resistance value of the first transparent electrode layer increases, and the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell manufactured from the dye-sensitized solar cell laminate of the present invention is impaired. If the thickness is smaller than the above range, the redox couple may pass through the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer may be eroded.

本発明における第1透明電極層の透明度は、後述する第2透明電極層の透明度等に応じて、太陽光に対して所望の透過率を得ることができる範囲内であれば特に限定されないが、本発明においては波長400nm〜800nmの光の透過率が70%以上であることが好ましく、なかでも80%以上であることがより好ましい。第1透明電極層の透明度が上記範囲よりも低いと、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて色素増感型太陽電池セルを作成した場合に、色素増感型太陽電池セルの発電効率が損なわれてしまう可能性があるからである。   The transparency of the first transparent electrode layer in the present invention is not particularly limited as long as it is within a range in which a desired transmittance with respect to sunlight can be obtained, depending on the transparency of the second transparent electrode layer described later. In the present invention, the transmittance of light having a wavelength of 400 nm to 800 nm is preferably 70% or more, and more preferably 80% or more. When the transparency of the first transparent electrode layer is lower than the above range, when the dye-sensitized solar cell is produced using the laminate for the dye-sensitized solar cell of the present invention, the dye-sensitized solar cell This is because the power generation efficiency may be impaired.

本発明における第1透明電極層の電気伝導性は、後述する第2透明電極層の電気伝導性等に応じて任意に決定すればよいが、通常、シート抵抗が30Ω/□以下であることが好ましく、なかでも10Ω/□以下であることがさらに好ましい。シート抵抗が上記範囲よりも高いと、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて色素増感型太陽電池セルを作成した場合に、所望の発電効率を達成できない場合があるからである。   The electrical conductivity of the first transparent electrode layer in the present invention may be arbitrarily determined according to the electrical conductivity of the second transparent electrode layer, which will be described later. Usually, the sheet resistance is 30Ω / □ or less. Among them, 10Ω / □ or less is more preferable. If the sheet resistance is higher than the above range, a desired power generation efficiency may not be achieved when a dye-sensitized solar cell is produced using the laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention. is there.

上記第1透明電極層に用いられる第1金属酸化物は、後述する第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いものであれば特に限定されない。なかでも本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて色素増感型太陽電池を作成する際に、電解質層に用いる溶媒および酸化還元対に対する耐久性が高いものが好ましい。上記溶媒に対する耐久性としては、例えば、メトキシアセトニトリル、アセトニトリルおよびプロピレンカーボネート等に対する耐久性が高いものが好ましく、また酸化還元対に対する耐久性としては、例えば、ヨウ素等に対する耐久性が高いものが好ましい。
より具体的には、上記第1金属酸化物としては、任意の基板上に第1金属酸化物からなる第1金属酸化物膜と、第2金属酸化物からなる第2金属酸化物膜とを、同一の厚みで形成した後、両者をメトキシアセトニトリル、アセトニトリル、またはプロピレンカーボネートのいずれかの溶媒に、ヨウ素を0.05mol/l、ヨウ化リチウムを0.1mol/l、ジメチルプロピルイミダゾリウムアイオダイドを0.3mol/l、およびtert−ブチルピリジンを0.5mol/lで溶解した電解質溶液(25℃)に浸漬した場合に、第1金属酸化物膜の方が、第2金属酸化物膜よりも、クラック、割れ、欠け等の金属酸化物膜の破損が発生する時間が遅いもの、または、表面抵抗値(Ω/□)の上昇速度が遅いものが好ましい。
ここで、上記クラック、割れ、欠け等の金属酸化物膜の破損は目視で評価し、また上記表面抵抗値は、表面抵抗は四端子法の表面抵抗測定機(Loresta−EP、三菱化学製)により測定した値を用いる。
The 1st metal oxide used for the said 1st transparent electrode layer will not be specifically limited if chemical durability is higher than the 2nd metal oxide mentioned later. Among these, when producing a dye-sensitized solar cell using the laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention, those having high durability against the solvent and redox couple used in the electrolyte layer are preferable. As the durability against the solvent, for example, those having high durability against methoxyacetonitrile, acetonitrile, propylene carbonate and the like are preferable, and as the durability against redox couple, for example, those having high durability against iodine and the like are preferable.
More specifically, the first metal oxide includes a first metal oxide film made of the first metal oxide and a second metal oxide film made of the second metal oxide on an arbitrary substrate. After forming with the same thickness, both are in a solvent of methoxyacetonitrile, acetonitrile or propylene carbonate, iodine is 0.05 mol / l, lithium iodide is 0.1 mol / l, dimethylpropylimidazolium iodide Is immersed in an electrolyte solution (25 ° C.) in which 0.3 mol / l of tert-butylpyridine is dissolved at 0.5 mol / l, the first metal oxide film is more preferable than the second metal oxide film. However, it is preferable that the metal oxide film breakage such as cracks, cracks and chips is slow, or the surface resistance value (Ω / □) is slow.
Here, the breakage of the metal oxide film such as cracks, cracks and chips was visually evaluated, and the surface resistance value was measured by a four-terminal surface resistance measuring instrument (Loresta-EP, manufactured by Mitsubishi Chemical). Use the value measured by.

上記第1透明電極層に用いられる第1金属酸化物としては、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化スズ、フッ素ドープ酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛、酸化亜鉛、インジウム・亜鉛酸化物(IZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛、およびホウ素ドープ酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましい。これらの金属酸化物は特に化学的耐久性に優れるため、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて製造される、色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルの化学的耐久性をより向上することができるからである。また、これらの金属酸化物を用いることより、均質な第1透明電極層を形成することが容易になるからである。なかでも本発明においては、第1金属酸化物としてFTOを用いることが最も好ましい。   Examples of the first metal oxide used in the first transparent electrode layer include FTO (fluorine-doped tin oxide), antimony-doped tin oxide (ATO), tin oxide, fluorine-doped zinc oxide, aluminum-doped zinc oxide, zinc oxide, and indium. -It is preferable that it is at least 1 selected from the group which consists of zinc oxide (IZO), gallium dope zinc oxide, and boron dope zinc oxide. Since these metal oxides are particularly excellent in chemical durability, the dye-sensitized solar cell substrate and the dye-sensitized solar cell manufactured using the laminate for the dye-sensitized solar cell of the present invention are used. This is because the chemical durability of the cell can be further improved. Moreover, it is because it becomes easy to form a homogeneous 1st transparent electrode layer by using these metal oxides. In particular, in the present invention, it is most preferable to use FTO as the first metal oxide.

2.第2透明電極層
次に、本発明における第2透明電極層について説明する。本発明における第2透明電極層は、第2金属酸化物からなるものである。
2. Second Transparent Electrode Layer Next, the second transparent electrode layer in the present invention will be described. The 2nd transparent electrode layer in this invention consists of a 2nd metal oxide.

本発明における第2透明電極層の電気伝導性は、上記第1透明電極層の電気伝導性よりも高ければ特に限定されないが、通常、シート抵抗が40Ω/□以下であることが好ましく、なかでも8Ω/□以下であることがさらに好ましい。シート抵抗が上記範囲よりも高いと、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて色素増感型太陽電池セルを作成した場合に、所望の発電効率を達成できない場合があるからである。   The electrical conductivity of the second transparent electrode layer in the present invention is not particularly limited as long as it is higher than the electrical conductivity of the first transparent electrode layer. Usually, the sheet resistance is preferably 40Ω / □ or less, More preferably, it is 8Ω / □ or less. If the sheet resistance is higher than the above range, a desired power generation efficiency may not be achieved when a dye-sensitized solar cell is produced using the laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention. is there.

本発明における第2透明電極層の透明度は、太陽光に対して所望の透過率を得ることができる範囲内であれば特に限定されないが、本発明においては、波長400nm〜800nmの光の透過率が70%以上であることが好ましく、なかでも80%以上であることがより好ましい。第2透明電極層の透明度が上記範囲よりも低いと、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて色素増感型太陽電池セルを作成した場合に、色素増感型太陽電池セルの発電効率が損なわれてしまう可能性があるからである。   The transparency of the second transparent electrode layer in the present invention is not particularly limited as long as a desired transmittance can be obtained with respect to sunlight, but in the present invention, the transmittance of light having a wavelength of 400 nm to 800 nm. Is preferably 70% or more, and more preferably 80% or more. When the transparency of the second transparent electrode layer is lower than the above range, when a dye-sensitized solar cell is produced using the laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention, the dye-sensitized solar cell This is because the power generation efficiency may be impaired.

本発明における第2透明電極層の厚みは、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて製造する色素増感型太陽電池セルの用途、および上記第1透明電極層を構成する第1金属酸化物の種類に応じて、第1電極層の電気抵抗値を所望の値にできる範囲内であれば特に限定されない。中でも本発明においては、上記第1透明電極層と第2透明電極層との厚み比が、第2透明電極層の厚みを1とした場合に、第2透明電極層の厚みが0.01〜1の範囲内であることが好ましく、特に0.05〜0.9の範囲内であることが好ましく、中でも0.1〜0.8の範囲内であることが好ましい。厚み比が上記範囲よりも小さいと、第1電極層の電気抵抗値を所望の範囲内に調整することが困難となる場合があり、また、厚み比が上記範囲よりも大きいと、第1電極層の化学的耐久性と、電気伝導性とを両立することが困難となる可能性があるからである。   The thickness of the 2nd transparent electrode layer in this invention is the use of the dye-sensitized solar cell manufactured using the laminated body for dye-sensitized solar cells of this invention, and the 1st which comprises the said 1st transparent electrode layer. According to the kind of 1 metal oxide, it will not specifically limit if it is in the range which can make the electrical resistance value of a 1st electrode layer into a desired value. Especially in this invention, when the thickness ratio of the said 1st transparent electrode layer and a 2nd transparent electrode layer makes thickness of a 2nd transparent electrode layer 1, the thickness of a 2nd transparent electrode layer is 0.01- Is preferably in the range of 0.05 to 0.9, and more preferably in the range of 0.1 to 0.8. When the thickness ratio is smaller than the above range, it may be difficult to adjust the electric resistance value of the first electrode layer within a desired range. When the thickness ratio is larger than the above range, the first electrode This is because it may be difficult to achieve both the chemical durability of the layer and the electrical conductivity.

本発明に用いられる第2電極層の厚みは、上記厚み比を充足する範囲内であれば特に限定されないが、通常、5nm〜1500nmの範囲内が好ましく、特に10nm〜1000nmの範囲内であることが好ましく、中でも100nm〜800nmの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲よりも厚いと、均質な第2透明電極層を形成することが困難となる場合があり、また厚みが上記範囲よりも薄いと、所望の電気伝導性を得ることができない可能性があるからである。   Although the thickness of the 2nd electrode layer used for this invention will not be specifically limited if it is in the range which satisfies the said thickness ratio, Usually, the inside of the range of 5 nm-1500 nm is preferable, and it is especially within the range of 10 nm-1000 nm. Is preferable, and in particular, it is preferably in the range of 100 nm to 800 nm. If the thickness is larger than the above range, it may be difficult to form a homogeneous second transparent electrode layer. If the thickness is smaller than the above range, the desired electrical conductivity may not be obtained. Because there is.

本発明に用いられる第1金属酸化物は、ITO、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)、アンチモンドープ酸化スズ、酸化スズ、フッ素ドープ酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛、酸化亜鉛、インジウム・亜鉛酸化物(IZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛、およびホウ酸ドープ酸化亜鉛のからなる群の中から、上記第2金属酸化物として用いた金属酸化物以外のものを用いることができるが、本発明においては、第2金属酸化物としてITOを用いることが好ましい。ITOは電気伝導性に優れ、かつ太陽光の透光性にも優れるからである。また、ITOは色素増感型太陽電池のみならず、広く透明電極として用いられているため、本発明への適用が容易だからである。   The first metal oxide used in the present invention is ITO, FTO (fluorine-doped tin oxide), antimony-doped tin oxide, tin oxide, fluorine-doped zinc oxide, aluminum-doped zinc oxide, zinc oxide, indium / zinc oxide (IZO). ), A metal oxide other than the metal oxide used as the second metal oxide can be used from the group consisting of gallium-doped zinc oxide and boric acid-doped zinc oxide. It is preferable to use ITO as the metal oxide. This is because ITO is excellent in electrical conductivity and excellent in translucency of sunlight. Moreover, since ITO is widely used as a transparent electrode as well as a dye-sensitized solar cell, it can be easily applied to the present invention.

3.多孔質層
次に、本発明における多孔質層について説明する。本発明に用いられる多孔質層は、金属酸化物半導体微粒子を含むことを特徴とするものである。
3. Next, the porous layer in the present invention will be described. The porous layer used in the present invention includes metal oxide semiconductor fine particles.

(1)金属酸化物半導体微粒子
本発明に用いられる金属酸化物半導体微粒子としては、TiO、ZnO、SnO、ITO、ZrO、MgO、Al、CeO、Bi、Mn、Y、WO、Ta、Nb、La等を挙げることができる。これらの金属酸化物半導体微粒子は、多孔性の多孔質層を形成するのに適しており、エネルギー変換効率の向上、コストの削減を図ることができるため好適に用いられる。また、本発明においては上記金属酸化物半導体微粒子のうち、いずれか一種を使用しても良く、また、2種以上を混合して使用してもよい。さらに、上記の金属酸化物半導体微粒子のうち、一種をコア微粒子とし、他の金属酸化物半導体微粒子により、コア微粒子を包含してシェルを形成するコアシェル構造としてもよい。本発明においては、上記半導体酸化物微粒子としてTiOを用いることが最も好ましい。
(1) Metal oxide semiconductor fine particles The metal oxide semiconductor fine particles used in the present invention include TiO 2 , ZnO, SnO 2 , ITO, ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , CeO 2 , Bi 2 O 3 , Mn. 3 O 4 , Y 2 O 3 , WO 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , La 2 O 3 and the like can be mentioned. These metal oxide semiconductor fine particles are suitable for forming a porous porous layer, and are preferably used because energy conversion efficiency can be improved and costs can be reduced. Moreover, in this invention, any 1 type may be used among the said metal oxide semiconductor fine particles, and 2 or more types may be mixed and used for it. Further, one of the metal oxide semiconductor fine particles described above may be a core fine particle, and a core-shell structure in which the core fine particle is included to form a shell by another metal oxide semiconductor fine particle. In the present invention, it is most preferable to use TiO 2 as the semiconductor oxide fine particles.

本発明に用いられる金属酸化物半導体微粒子の粒径としては、多孔質層中に所望の表面積を得ることができる範囲内であれば特に限定はされないが、通常、1nm〜10μmの範囲内が好ましく、特に10nm〜1000nmの範囲内であることが好ましい。粒径が上記範囲よりも小さいと各々の金属酸化物半導体微粒子が凝集し二次粒子を形成してしまう場合があり、また粒径が上記範囲より大きいと多孔質層が厚膜化してしまい、本発明の色素増感型太陽電池用積層体から色素増感型太陽電池セルを作製した際に、膜抵抗が必要以上に大きくなってしまう可能性があるからである。   The particle size of the metal oxide semiconductor fine particles used in the present invention is not particularly limited as long as it is within a range where a desired surface area can be obtained in the porous layer, but usually within the range of 1 nm to 10 μm is preferable. In particular, the thickness is preferably in the range of 10 nm to 1000 nm. If the particle size is smaller than the above range, the respective metal oxide semiconductor fine particles may aggregate to form secondary particles, and if the particle size is larger than the above range, the porous layer becomes thicker, This is because when the dye-sensitized solar cell is produced from the laminate for the dye-sensitized solar cell of the present invention, the film resistance may be increased more than necessary.

また本発明においては、上記金属酸化物半導体微粒子として、粒径の異なる複数の金属酸化物半導体微粒子の混合物を用いても良い。粒径の異なる金属酸化物半導体微粒子の混合物を用いることにより、多孔質層における光散乱効果を高めることができ、色素増感剤による光吸収を効率的に行うことができるため、本発明においては粒径の異なる金属酸化物半導体微粒子の混合物を用いることが特に好ましい。
このような粒径の異なる複数の金属酸化物半導体微粒子の混合物としては、同種類の金属酸化物半導体微粒子の混合物であっても良く、または異なる種類の金属酸化物半導体微粒子の混合物であってもよい。異なる粒径の組み合わせとしては、例えば、10〜50nmの範囲内にある金属酸化物半導体微粒子と、50〜800nmの範囲内にある金属酸化物半導体微粒子とを混合して用いる態様を挙げることができる。
In the present invention, a mixture of a plurality of metal oxide semiconductor particles having different particle diameters may be used as the metal oxide semiconductor particles. By using a mixture of metal oxide semiconductor fine particles having different particle sizes, the light scattering effect in the porous layer can be enhanced, and light absorption by the dye sensitizer can be efficiently performed. It is particularly preferable to use a mixture of metal oxide semiconductor fine particles having different particle sizes.
The mixture of a plurality of metal oxide semiconductor fine particles having different particle diameters may be a mixture of the same type of metal oxide semiconductor fine particles, or a mixture of different types of metal oxide semiconductor fine particles. Good. Examples of combinations of different particle diameters include a mode in which metal oxide semiconductor fine particles in the range of 10 to 50 nm and metal oxide semiconductor fine particles in the range of 50 to 800 nm are mixed and used. .

(2)その他の化合物
本発明における多孔質層は、色素増感剤を含むことが好ましい。上記多孔質層が色素増感剤を含むことにより、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いた色素増感型太陽電池セルの製造工程を簡易化できるからである。本発明に用いられる色素増感剤としては、光を吸収し起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定はされない。このような色素増感剤としては、有機色素または金属錯体色素を挙げることができる。
(2) Other compounds The porous layer in the invention preferably contains a dye sensitizer. It is because the manufacturing process of the dye-sensitized solar cell using the laminated body for dye-sensitized solar cells of this invention can be simplified because the said porous layer contains a dye-sensitizer. The dye sensitizer used in the present invention is not particularly limited as long as it can absorb light and generate an electromotive force. Examples of such a dye sensitizer include organic dyes and metal complex dyes.

本発明に用いられる上記有機色素としては、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン系の色素が挙げられる。本発明においてはこれらの有機色素の中でも、クマリン系色素を用いることが好ましい。   Examples of the organic dye used in the present invention include acridine, azo, indigo, quinone, coumarin, merocyanine, and phenylxanthene dyes. In the present invention, among these organic dyes, a coumarin dye is preferably used.

また、本発明に用いられる上記金属錯体色素としては、ルテニウム系色素が好ましく、特にルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素が好ましい。このようなルテニウム錯体は、吸収する光の波長範囲が広いため、光電変換できる光の波長領域を大幅に広げることができるからである。   Further, as the metal complex dye used in the present invention, a ruthenium dye is preferable, and a ruthenium bipyridine dye and a ruthenium terpyridine dye which are ruthenium complexes are particularly preferable. This is because such a ruthenium complex has a wide wavelength range of light to be absorbed, so that the wavelength range of light that can be photoelectrically converted can be greatly expanded.

(3)多孔質層
本発明における多孔質層の膜厚は、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて製造される色素増感型太陽電池セルにおいて、多孔質層の膜抵抗を所望の値にできる範囲内であれば特に限定されない。なかでも本発明における多孔質層の膜厚は、通常、1μm〜100μmの範囲内が好ましく、特に5μm〜30μmの範囲内が好ましい。多孔質層の厚みが上記範囲よりも厚いと、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を用いて色素増感型太陽電池セルを製造した際に、多孔質層の膜抵抗が高くなりすぎてしまう場合があり、また、上記範囲よりも薄いと厚みが均一な多孔質層を形成するのが困難となる可能性があるからである。
(3) Porous layer The film thickness of the porous layer in the present invention is the film resistance of the porous layer in the dye-sensitized solar cell produced using the laminate for the dye-sensitized solar cell of the present invention. If it is in the range which can be made into a desired value, it will not specifically limit. In particular, the thickness of the porous layer in the present invention is usually preferably in the range of 1 μm to 100 μm, particularly preferably in the range of 5 μm to 30 μm. When the thickness of the porous layer is larger than the above range, the membrane resistance of the porous layer becomes high when the dye-sensitized solar cell is produced using the laminate for the dye-sensitized solar cell of the present invention. This is because it may be too much, and if it is thinner than the above range, it may be difficult to form a porous layer having a uniform thickness.

本発明における多孔質層は、単一の層からなる構成でもよく、また複数の層を積層した構成でも良いが、本発明においては複数の層を積層する構成を有することが好ましい。複数の層を積層する構成としては、本発明の色素増感型太陽電池用積層体から色素増感型太陽電池用基材または色素増感型太陽電池セルを製造する方法等に応じて任意の構成を適宜選択して採用することができる。中でも本発明においては、多孔質層を上記耐熱基板と接する介在層と、上記介在層上に形成され、かつ上記介在層よりも空孔率が低い酸化物半導体層と、からなる2層構造とすることが好ましい。多孔質層をこのような酸化物半導体層と、介在層とからなる2層構造とすることにより、上記耐熱基板と多孔質層との密着力を低減することができるため、本発明の色素増感型太陽電池用積層体を転写方式により色素増感型太陽電池用基材を製造する方法に適したものにできるからである。   The porous layer in the present invention may be composed of a single layer or may be a structure in which a plurality of layers are laminated. In the present invention, the porous layer preferably has a structure in which a plurality of layers are laminated. The constitution of laminating a plurality of layers is arbitrary depending on the method for producing a dye-sensitized solar cell substrate or a dye-sensitized solar cell from the dye-sensitized solar cell laminate of the present invention. The configuration can be appropriately selected and adopted. Among them, in the present invention, a two-layer structure comprising an intervening layer in contact with the heat-resistant substrate as a porous layer, and an oxide semiconductor layer formed on the intervening layer and having a lower porosity than the intervening layer, It is preferable to do. Since the porous layer has a two-layer structure composed of such an oxide semiconductor layer and an intervening layer, the adhesion between the heat-resistant substrate and the porous layer can be reduced. This is because the laminate for a sensitive solar cell can be made suitable for a method for producing a dye-sensitized solar cell substrate by a transfer method.

多孔質層を上記酸化物半導体層と、上記介在層との2層構造とする場合における、酸化物半導体層と介在層との厚み比は、特に限定されず、本発明の色素増感型太陽電池用積層体から色素増感型太陽電池用基材を製造する製造条件等に応じて任意に決定すればよい。中でも本発明においては上記酸化物半導体層と上記介在層との厚み比が、10:0.1〜10:5の範囲内であることが好ましく、中でも、10:0.1〜10:3の範囲内であることが好ましい。介在層の厚みが上記範囲よりも厚いと、多孔質層に所望量の色素増感剤を含有することができない可能性があり、また厚みが上記範囲よりも薄いと、耐熱基板と多孔質層との密着力が増加し、本発明の色素増感型太陽電池用積層体から色素増感型太陽電池用基材を製造する際に、耐熱基板を多孔質層から剥離することが困難となる可能性があるからである。   When the porous layer has a two-layer structure of the oxide semiconductor layer and the intervening layer, the thickness ratio of the oxide semiconductor layer to the intervening layer is not particularly limited, and the dye-sensitized solar of the present invention What is necessary is just to determine arbitrarily according to the manufacturing conditions etc. which manufacture the base material for dye-sensitized solar cells from the laminated body for batteries. Especially in this invention, it is preferable that the thickness ratio of the said oxide semiconductor layer and the said intervening layer exists in the range of 10: 0.1-10: 5, Especially, it is 10: 0.1-10: 3. It is preferable to be within the range. If the thickness of the intervening layer is larger than the above range, the porous layer may not contain a desired amount of the dye sensitizer. If the thickness is thinner than the above range, the heat resistant substrate and the porous layer may not be contained. When the substrate for a dye-sensitized solar cell is produced from the laminate for the dye-sensitized solar cell of the present invention, it becomes difficult to peel the heat-resistant substrate from the porous layer. Because there is a possibility.

上記酸化物半導体層の空孔率としては、本発明における多孔質層に所望量の色素増感剤を含むことができる範囲内であれば特に限定されない。中でも本発明においては、上記酸化物半導体層の空孔率が、10%〜60%の範囲内であることが好ましく、中でも、20%〜50%の範囲内であることが好ましい。酸化物半導体層の空孔率が上記範囲よりも小さいと、色素増感剤から生じた電荷を第1電極層に伝導する機能が損なわれてしまう可能性があり、また上記範囲よりも大きいと、酸化物半導体層に所望量の色素増感剤を含むことができなくなる可能性があるからである。   The porosity of the oxide semiconductor layer is not particularly limited as long as it is within a range in which a desired amount of a dye sensitizer can be included in the porous layer in the present invention. In particular, in the present invention, the porosity of the oxide semiconductor layer is preferably in the range of 10% to 60%, and more preferably in the range of 20% to 50%. If the porosity of the oxide semiconductor layer is smaller than the above range, the function of conducting the charge generated from the dye sensitizer to the first electrode layer may be impaired, and if larger than the above range, This is because there is a possibility that the oxide semiconductor layer cannot contain a desired amount of the dye sensitizer.

上記介在層の空孔率としては、上記酸化物半導体層の空孔率よりも大きければ特に限定されないが、通常、25%〜65%の範囲内であることが好ましく、中でも、30%〜60%の範囲内であることが好ましい。介在層の空孔率が上記範囲よりも小さいと、耐熱基板との密着力が高くなり、生産性に欠けてしまう可能性があり、また上記範囲よりも大きいと、均質な介在層を形成することが困難になる場合があるからである。   The porosity of the intervening layer is not particularly limited as long as it is larger than the porosity of the oxide semiconductor layer, but is usually preferably in the range of 25% to 65%, and more preferably 30% to 60%. % Is preferable. If the porosity of the intervening layer is smaller than the above range, the adhesion to the heat-resistant substrate may be increased and the productivity may be lost, and if it is larger than the above range, a homogeneous intervening layer is formed. This may be difficult.

なお、本発明における空孔率とは単位体積当たりの金属半導体微粒子の非占有率のことを示す。上記空孔率は、酸化物半導体層および介在層の各々の単位面積当たりの重量および金属酸化物微粒子の比重から計算により算出された結果に基づいて算出する。   In addition, the porosity in this invention shows the nonoccupancy rate of the metal semiconductor fine particle per unit volume. The porosity is calculated based on the result calculated by calculation from the weight per unit area of the oxide semiconductor layer and the intervening layer and the specific gravity of the metal oxide fine particles.

4.耐熱基板
次に、本発明における耐熱基板について説明する。本発明に用いられる耐熱基板としては、後述する焼成処理時の加熱温度に対する耐熱性を有するものであれば特に限定されない。このような耐熱基板としては、ガラス、セラミックス、または金属板等からなる耐熱基板を挙げることができる。中でも本発明においては、耐熱基板として可撓性のある金属板を用いることが好ましい。このような耐熱基板を用いることにより、後述する焼成処理を十分に高温で行うことができるので、多孔質層を形成する金属酸化物半導体微粒子間の結着性を高くすることができるからである。また、上記耐熱基板は、リユースすることが好ましい。
4). Next, the heat resistant substrate in the present invention will be described. The heat-resistant substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it has heat resistance with respect to the heating temperature during the baking treatment described later. Examples of such a heat-resistant substrate include a heat-resistant substrate made of glass, ceramics, a metal plate, or the like. In particular, in the present invention, it is preferable to use a flexible metal plate as the heat-resistant substrate. By using such a heat-resistant substrate, the firing treatment described later can be performed at a sufficiently high temperature, so that the binding property between the metal oxide semiconductor fine particles forming the porous layer can be increased. . The heat-resistant substrate is preferably reused.

5.色素増感型太陽電池用積層体の製造方法
本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法は、後述する「D.色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材、および色素増感型太陽電池セルの製造方法」の、1.色素増感型太陽電池用積層体の製造方法の項において説明するため、ここでの説明は省略する。
5. Method for Producing Dye-Sensitized Solar Cell Laminate The method for producing the dye-sensitized solar cell laminate of the present invention is described later in “D. Dye-sensitized solar cell laminate, dye-sensitized with heat-resistant substrate”. Type solar cell base material, dye-sensitized solar cell base material, and method for producing dye-sensitized solar cell ". Since it demonstrates in the term of the manufacturing method of the laminated body for dye-sensitized solar cells, description here is abbreviate | omitted.

B.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材
次に本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材について説明する。本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材は、基材と、熱溶融性樹脂からなる接着層と、上記色素増感型太陽電池用積層体とからなり、上記色素増感型太陽電池用積層体が有する第2透明電極層と、上記基材とが、上記接着層を介して接合していることを特徴とするものである。
B. Next, the dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate of the present invention will be described. The substrate for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate of the present invention comprises a substrate, an adhesive layer made of a heat-meltable resin, and the laminate for the dye-sensitized solar cell, and the dye-sensitized type The 2nd transparent electrode layer which the laminated body for solar cells has, and the said base material are joined through the said contact bonding layer, It is characterized by the above-mentioned.

次に発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材について図を参照しながら説明する。図2は、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の一例を示す概略断面図である。図2に示すように、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材20は、基材11と、熱溶融性樹脂からなる接着層12と、上記色素増感型太陽電池用積層体10とからなり、上記色素増感型太陽電池用積層体10が有する第2透明電極層13と、上記基材11とが、上記接着層12を介して接合しているものである。   Next, the base material for dye-sensitized solar cells with a heat-resistant substrate of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate of the present invention. As shown in FIG. 2, the base material 20 for dye-sensitized solar cells with a heat-resistant substrate of the present invention includes a base material 11, an adhesive layer 12 made of a heat-meltable resin, and the above-described laminate for dye-sensitized solar cells. The second transparent electrode layer 13 of the dye-sensitized solar cell laminate 10 and the base material 11 are joined via the adhesive layer 12.

本発明によれば、上記第1透明電極層と、上記第2透明電極層とからなり、化学的耐久性および電気伝導性に優れた第1電極層を有する上記色素増感型太陽電池用積層体を用いることにより、発電特性の経時安定性に優れた色素増感型太陽電池用基材および色素増感型太陽電池セルを容易に製造できる耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。   According to the present invention, the dye-sensitized solar cell laminate including the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer and having the first electrode layer excellent in chemical durability and electrical conductivity. A dye-sensitized solar cell base material with excellent heat generation characteristics over time and a dye-sensitized solar cell base material with a heat-resistant substrate capable of easily producing a dye-sensitized solar cell Obtainable.

また、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材は、主として色素増感型太陽電池用基材を製造するために用いられるものであるが、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材から色素増感型太陽電池用基材を製造する場合、後述するように本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材から上記耐熱基板を剥離するのみで形成することができるため、何ら加熱処理を必要としない。したがって、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材に用いられる基材としては、耐熱性を有するものに限定されず任意の材質からなる基材を適宜選択して用いることができる。   Further, the dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate of the present invention is mainly used for producing a dye-sensitized solar cell substrate, but the heat-resistant substrate-provided dye-sensitized solar cell of the present invention. When a dye-sensitized solar cell substrate is produced from a substrate for a solar cell, it is formed by simply peeling the heat-resistant substrate from the substrate for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate of the present invention as described later. Therefore, no heat treatment is required. Therefore, the base material used for the dye-sensitized solar cell base material with a heat-resistant substrate of the present invention is not limited to those having heat resistance, and a base material made of any material can be appropriately selected and used. .

従来、化学的耐久性に優れた金属酸化物からなる透明電極を有する色素増感型太陽電池用基材を得るには、上記科学的耐久性に優れた金属酸化物からなる透明電極を作成する際に高温での加熱処理が必要となるため、色素増感型太陽電池用基材に用いることができる基材としては、耐熱性に優れた石英ガラスやソーダガラス等に限られていた。このような耐熱性を有する基材であって、工業的に利用可能なものは可撓性のないリジッド材である場合多いため、可撓性を有し、かつ化学的耐久性に優れる透明電極を備える色素増感型太陽電池用基材を得ることが困難であった。   Conventionally, in order to obtain a dye-sensitized solar cell substrate having a transparent electrode made of a metal oxide excellent in chemical durability, a transparent electrode made of the above-described metal oxide excellent in scientific durability is prepared. At this time, since heat treatment at a high temperature is required, the base material that can be used for the base material for the dye-sensitized solar cell has been limited to quartz glass, soda glass, etc. excellent in heat resistance. A transparent electrode having flexibility and excellent chemical durability because such a heat-resistant base material, which is industrially usable, is often a rigid material having no flexibility. It was difficult to obtain a dye-sensitized solar cell substrate comprising:

本発明によれば、上記基材として任意の材質からなる基材を用いることができるため、例えば、上記基材として可撓性を有する樹脂製フイルム基材を用いることにより、従来製造することが困難であった可撓性を有し、かつ化学耐久性に優れる透明電極を備える色素増感型太陽電池用基材を容易に製造することができる耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。   According to the present invention, since a base material made of any material can be used as the base material, for example, it can be conventionally manufactured by using a flexible resin film base material as the base material. A dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate that can easily produce a substrate for a dye-sensitized solar cell having a transparent electrode having flexibility and excellent chemical durability. Can be obtained.

また、色素増感型太陽電池セルを構成する多孔質層は、多孔質体であるため機械的強度が弱い一方で、色素増感型太陽電池の発電機構を担うものであるため、色素増感型太陽電池セルを製造するまでの各工程において上記多孔質に損傷を与えないように取り扱うことが不可欠であるが、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を用いることにより、色素増感型太陽電池セルの製造工程の直前まで、上記多孔質層を耐熱基板により保護することができるため、色素増感型太陽電池セルの製造工程において上記多孔質層が損傷を受けることが無く、高性能な色素増感型太陽電池セルを製造することができる。   In addition, the porous layer constituting the dye-sensitized solar cell is a porous body and has low mechanical strength. On the other hand, it is responsible for the power generation mechanism of the dye-sensitized solar cell. It is indispensable to handle so as not to damage the porous material in each step until the production of the solar cell, but by using the substrate for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate of the present invention, Since the porous layer can be protected by a heat-resistant substrate until immediately before the production process of the dye-sensitized solar cell, the porous layer may be damaged in the production process of the dye-sensitized solar cell. And a high-performance dye-sensitized solar cell can be manufactured.

以下、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の各構成について詳細に説明する。   Hereafter, each structure of the base material for dye-sensitized solar cells with a heat-resistant board | substrate of this invention is demonstrated in detail.

1.接着層
まず、本発明における接着層について説明する。本発明に用いられる接着層は、熱溶融性樹脂からなることを特徴とするものである。
1. First, the adhesive layer in the present invention will be described. The adhesive layer used in the present invention is characterized by comprising a heat-meltable resin.

(1)熱溶融性樹脂
本発明における接着層に用いられる熱可塑性樹脂は、所望の温度で融解する樹脂であれば特に限定されない。中でも本発明においては、熱可塑性樹脂の融点が50℃〜200℃の範囲内であることが好ましく、特に60℃〜180℃の範囲内であることが好ましく、中でも65℃〜150℃の範囲内であることが好ましい。
(1) Thermomeltable resin The thermoplastic resin used for the adhesive layer in the present invention is not particularly limited as long as it is a resin that melts at a desired temperature. Among them, in the present invention, the melting point of the thermoplastic resin is preferably in the range of 50 ° C to 200 ° C, particularly preferably in the range of 60 ° C to 180 ° C, and in particular in the range of 65 ° C to 150 ° C. It is preferable that

上記範囲の融点を示す熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、エチレン‐プロピレンゴム等のポリオレフィン、エチレン‐酢酸ビニル共重合体、エチレン‐アクリル酸共重合体、エチルセルロース、トリ酢酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリ(メタ)アクリル酸とそのエステルとの共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール、ポリアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。中でも、接着性、電解液に対する耐性、光透過性及び転写性の点から、ポリオレフィン、エチレン‐酢酸ビニル共重合体、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シラン変性樹脂、および酸変性樹脂が好ましい。
本発明においては上記の熱可塑性樹脂の中でも、シラン変性樹脂を用いることが好ましい。シラン変性樹脂を用いることにより、接着層が示す接着力をより強固にすることができるからである。
Examples of the thermoplastic resin having a melting point within the above range include polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, polystyrene, polyolefins such as ethylene-propylene rubber, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethyl cellulose, triacetic acid. Cellulose derivatives such as cellulose, copolymers of poly (meth) acrylic acid and its esters, polyvinyl acetals such as polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral, polyacetals, polyamides, polyimides, nylons, polyester resins, urethane resins, epoxies Examples thereof include a resin, a silicone resin, and a fluororesin. Among these, polyolefin, ethylene-vinyl acetate copolymer, urethane resin, epoxy resin, silane-modified resin, and acid-modified resin are preferable from the viewpoints of adhesiveness, resistance to an electrolytic solution, light transmittance, and transferability.
In the present invention, among the above thermoplastic resins, it is preferable to use a silane-modified resin. This is because the adhesive force exhibited by the adhesive layer can be further strengthened by using the silane-modified resin.

本発明に用いられるシラン変性樹脂は、上記融点を有するものであれば特に限定されるものではない。中でも本発明に用いられるシラン変性樹脂としては、ポリオレフィン化合物とエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を用いることが好ましい。
また、本発明において上記共重合体は、シラノール触媒による架橋をしていてもしていなくてもどちらでもよい。
The silane-modified resin used in the present invention is not particularly limited as long as it has the above melting point. Among these, as the silane-modified resin used in the present invention, it is preferable to use a copolymer of a polyolefin compound and an ethylenically unsaturated silane compound.
In the present invention, the copolymer may or may not be crosslinked with a silanol catalyst.

本発明に用いられる上記ポリオレフィン化合物としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン等の炭素数2〜8程度のα-オレフィンの単独重合体、それらのα-オレフィンとエチレン、プロピレン、1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン等の炭素数2〜20程度の他のα-オレフィンや、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等との共重合体等が挙げられ、具体的には、例えば、低・中・高密度ポリエチレン等(分岐状又は直鎖状)のエチレン単独重合体、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-4-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-1-オクテン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エチル共重合体等のエチレン系樹脂、プロピレン単独重合体、プロピレン-エチレン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体等のプロピレン系樹脂、及び、1-ブテン単独重合体、1-ブテン-エチレン共重合体、1-ブテン-プロピレン共重合体等の1-ブテン系樹脂等が挙げられる。中でも本発明においては、ポリエチレン系樹脂が好ましい。   Examples of the polyolefin compound used in the present invention include homopolymers of α-olefins having about 2 to 8 carbon atoms such as ethylene, propylene, and 1-butene, and those α-olefins and ethylene, propylene, 1-butene, 3 Other α-olefins having about 2 to 20 carbon atoms, such as 2-methyl-1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, vinyl acetate, Examples thereof include copolymers with (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid esters and the like, and specifically, for example, ethylene homopolymers such as low, medium and high density polyethylene (branched or linear). , Ethylene-propylene copolymer, ethylene-1-butene copolymer, ethylene-4-methyl-1-pentene copolymer, ethylene-1-hexene copolymer, ethylene-1-octene copolymer, ethylene- Vinyl acetate Polymer, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, ethylene-based resin such as ethylene- (meth) ethyl acrylate copolymer, propylene homopolymer, propylene-ethylene copolymer, propylene-ethylene-1-butene Examples thereof include propylene resins such as copolymers, and 1-butene resins such as 1-butene homopolymers, 1-butene-ethylene copolymers, and 1-butene-propylene copolymers. Among these, in the present invention, a polyethylene resin is preferable.

本発明に用いられる上記共重合体は、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、およびグラフト共重合体のいずれであってもよい。本発明においては、グラフト共重合体であることが好ましく、さらには、重合用ポリエチレンの主鎖とし、エチレン性不飽和シラン化合物が側鎖として重合したグラフト共重合体が好ましい。このようなグラフト共重合体は、接着力に寄与するシラノール基の自由度が高くなるため、接着層の接着力をより強固にすることができるからである。   The copolymer used in the present invention may be any of a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, and a graft copolymer. In the present invention, a graft copolymer is preferable, and a graft copolymer obtained by polymerizing a main chain of polyethylene for polymerization and an ethylenically unsaturated silane compound as a side chain is more preferable. This is because such a graft copolymer has a higher degree of freedom of silanol groups that contribute to the adhesive strength, and thus can further strengthen the adhesive strength of the adhesive layer.

本発明に用いられる上記ポリエチレン系樹脂(以下、重合用ポリエチレンと称する。)としては、ポリエチレン系のポリマーであれば特に限定されない。このようなポリエチレン系のポリマーとしては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、極超低密度ポリエチレン、または直鎖状低密度ポリエチレンを挙げることができる。また本発明においては、これらのポリエチレン系ポリマーの一種類を単体として用いても良く、また、2種類以上を混合して用いても良い。   The polyethylene resin used in the present invention (hereinafter referred to as polymerization polyethylene) is not particularly limited as long as it is a polyethylene polymer. Examples of such polyethylene-based polymers include low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultra low density polyethylene, very ultra low density polyethylene, and linear low density polyethylene. In the present invention, one kind of these polyethylene polymers may be used as a simple substance, or two or more kinds may be mixed and used.

また本発明に用いられる重合用ポリエチレンは、上記ポリエチレン系ポリマーの中でも密度が低いものが好ましく、具体的には、密度が0.850g/cm〜0.960g/cmの範囲内であることが好ましく、特に0.865g/cm〜0.930g/cmの範囲内であることが好ましい。密度が低いポリエチレン系ポリマーは、一般的に側鎖を多く含有しているため、グラフト重合に好適に用いることができる。したがって、密度が上記範囲よりも高いと、グラフト重合が不十分になり、接着層に所望の接着力を付与することができない場合があり、また、密度が上記範囲よりも低いと、接着層の機械強度が損なわれる可能性があるからである。 Further, the polyethylene for polymerization used in the present invention preferably has a low density among the above-mentioned polyethylene-based polymers, and specifically, the density is in the range of 0.850 g / cm 3 to 0.960 g / cm 3. Is preferable, and it is particularly preferable to be within the range of 0.865 g / cm 3 to 0.930 g / cm 3 . A polyethylene-based polymer having a low density generally contains a large number of side chains and can be suitably used for graft polymerization. Therefore, if the density is higher than the above range, graft polymerization may be insufficient, and a desired adhesive force may not be imparted to the adhesive layer. If the density is lower than the above range, This is because the mechanical strength may be impaired.

本発明に用いられる上記エチレン性不飽和シラン化合物としては、上記重合用ポリエチレンと重合して、熱可塑性樹脂を形成できるものであれば特に限定されない。このようなエチレン性不飽和シラン化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリオペンチロキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリベンジルオキシシラン、ビニルトリメチレンジオキシシラン、ビニルトリエチレンジオキシシラン、ビニルプロピオニルオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、およびビニルトリカルボキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1種のものであることが好ましい。   The ethylenically unsaturated silane compound used in the present invention is not particularly limited as long as it can be polymerized with the polymerization polyethylene to form a thermoplastic resin. Examples of such ethylenically unsaturated silane compounds include vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, vinyl tripropoxy silane, vinyl tributoxy silane, vinyl triopentoxy silane, vinyl triphenoxy silane, vinyl tribenzyloxy silane, vinyl It is preferably at least one selected from the group consisting of trimethylenedioxysilane, vinyltriethylenedioxysilane, vinylpropionyloxysilane, vinyltriacetoxysilane, and vinyltricarboxysilane.

次に、上記ポリオレフィン化合物と、上記エチレン性不飽和シラン化合物とのグラフト共重合体の製造方法について説明する。このようなグラフト共重合体の製造方法は、所望の収率を得ることができる方法であれば特に限定されることなく、公知の重合手段により製造することができる。中でも本発明においては、上記ポリオレフィン化合物と、上記エチレン性不飽和シラン化合物と、遊離ラジカル発生剤と、からなるシラン変性樹脂組成物を加熱溶融混合することによりグラフト共重合体を得る方法が好ましい。このような方法によれば高収率で上記グラフト共重合体を得ることが容易だからである。   Next, the manufacturing method of the graft copolymer of the said polyolefin compound and the said ethylenically unsaturated silane compound is demonstrated. The method for producing such a graft copolymer is not particularly limited as long as a desired yield can be obtained, and can be produced by a known polymerization means. In particular, in the present invention, a method of obtaining a graft copolymer by heating and mixing a silane-modified resin composition comprising the polyolefin compound, the ethylenically unsaturated silane compound, and a free radical generator is preferable. This is because such a method makes it easy to obtain the graft copolymer in a high yield.

上記加熱溶融混合時の加熱温度は、所望の時間内に重合反応を終えることができる範囲内であれば特に限定されないが、通常、300℃以下が好ましく、特に270℃以下が好ましく、中でも、160℃〜250℃の範囲内が好ましい。加熱温度が上記範囲よりも低いと、重合反応が十分に進行しない場合があり、また加熱温度が上記範囲よりも高いと、シラノール基部分が架橋しゲル化する可能性があるからである。   The heating temperature at the time of heating and melting and mixing is not particularly limited as long as it is within a range in which the polymerization reaction can be completed within a desired time, but is usually preferably 300 ° C. or less, particularly preferably 270 ° C. or less. It is preferably within a range of from ℃ to 250 ℃. This is because if the heating temperature is lower than the above range, the polymerization reaction may not sufficiently proceed, and if the heating temperature is higher than the above range, the silanol group portion may be cross-linked and gelled.

遊離ラジカル発生剤としては、上記重合反応の促進に寄与できる化合物であれば特に限定されない。このような遊離ラジカル発生剤としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(ヒドロパーオキシ)ヘキサン等のヒドロパーオキサイド類;ジ‐t‐ブチルパーオキサイド、t‐ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(t‐ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(t‐パーオキシ)ヘキシン‐3等のジアルキルパーオキサイド類;ビス‐3,5,5‐トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、o‐メチルベンゾイルパーオキサイド、2,4‐ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類;t‐ブチル‐パーオキシイソブチレート、t‐ブチルパーオキシアセテート、t‐ブチルパーオキシ‐2‐エチルヘキサノエート、t‐ブチルパーオキシピバレート、t‐ブチルパーオキシオクトエート、t‐ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t‐ブチルパーオキシベンゾエート、ジ‐t‐ブチルパーオキシフタレート、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキシン‐3等のパーオキシエステル類;メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類等の有機過酸化物、またはアゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4‐ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物などが挙げることができる。これらの遊離ラジカル発生剤は、一種類のみを単体として用いてもよく、また2種類以上を混合して用いても良い。   The free radical generator is not particularly limited as long as it is a compound that can contribute to the promotion of the polymerization reaction. Examples of such free radical generators include hydroperoxides such as diisopropylbenzene hydroperoxide and 2,5-dimethyl-2,5-di (hydroperoxy) hexane; di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-peroxy) hexyne- Dialkyl peroxides such as 3; diacyl peroxides such as bis-3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, octanoyl peroxide, benzoyl peroxide, o-methylbenzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide Oxides; t-butyl-peroxyisobutyrate, -Butyl peroxyacetate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxypivalate, t-butylperoxyoctoate, t-butylperoxyisopropyl carbonate, t-butylperoxybenzoate, Peroxy such as di-t-butylperoxyphthalate, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexyne-3 Esters: organic peroxides such as ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide, or azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) it can. These free radical generators may be used alone or as a mixture of two or more.

上記シラン変性樹脂組成物中の遊離ラジカル発生剤の含有量は、遊離ラジカル発生剤の種類や重合反応条件に応じて、任意に決定することができるが、重合反応により得られるシラン変性樹脂中の残存量が0.001質量%以下となる範囲内であることが好ましい。本発明においては、通常、上記シラン変性樹脂組成物中のポリオレフィン化合物100重量部に対して、0.001重量部以上含まれていることが好ましく、特に0.01重量部〜5重量部含まれていることが好ましい。   The content of the free radical generator in the silane-modified resin composition can be arbitrarily determined according to the type of free radical generator and the polymerization reaction conditions, but in the silane-modified resin obtained by the polymerization reaction. It is preferable that the residual amount is within a range of 0.001% by mass or less. In the present invention, it is usually preferable that 0.001 part by weight or more is contained with respect to 100 parts by weight of the polyolefin compound in the silane-modified resin composition, particularly 0.01 part by weight to 5 parts by weight. It is preferable.

上記シラン変性樹脂成物中の、エチレン性不飽和シラン化合物の含有量は、重合用ポリエチレン100重量部に対して、0.001重量部〜4重量部の範囲内が好ましく、特に0.01重量部〜3重量部の範囲内が好ましい。エチレン性不飽和シラン化合物の含有量が上記範囲よりも多いと、重合されることなく遊離したエチレン性不飽和シラン化合物が残存する可能性が有り、また上記範囲よりも少ないと接着層の密着力が不十分となる場合があるからである。   The content of the ethylenically unsaturated silane compound in the silane-modified resin composition is preferably in the range of 0.001 part by weight to 4 parts by weight, particularly 0.01 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyethylene for polymerization. Within the range of parts to 3 parts by weight is preferred. If the content of the ethylenically unsaturated silane compound is more than the above range, there is a possibility that the free ethylenically unsaturated silane compound remains without being polymerized. If the content is less than the above range, the adhesive strength of the adhesive layer This is because there is a case that becomes insufficient.

本発明における接着層には、必要に応じてシラン変性樹脂以外の他の化合物を含むことができる。本発明においては、このような他の化合物として熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、なかでもポリオレフィン化合物(以下、添加用ポリオレフィン化合物)を用いることが好ましい。また、接着層に含まれる上記シラン変性樹脂として、ポリオレフィン化合物とエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を用いる場合には、このような添加用ポリオレフィン化合物として、上記共重合体に用いられるポリオレフィン化合物と同一の化合物を用いることが好ましい。   The adhesive layer in the present invention may contain other compounds other than the silane-modified resin as necessary. In the present invention, it is preferable to use a thermoplastic resin as such another compound, and it is particularly preferable to use a polyolefin compound (hereinafter referred to as an additive polyolefin compound). Further, when a copolymer of a polyolefin compound and an ethylenically unsaturated silane compound is used as the silane-modified resin contained in the adhesive layer, the polyolefin used in the copolymer as such a polyolefin compound for addition It is preferable to use the same compound as the compound.

本発明において、接着層中の上記添加用ポリオレフィン化合物の含有量は、上記シラン変性樹脂100重量部に対し、0.01重量部〜9900重量部の範囲内が好ましく、特に0.1重量部〜2000重量部の範囲内がより好ましい。添加用ポリオレフィン化合物の含有量が上記範囲よりも少ないと、コストの面において不利となってしまう場合があり、また上記範囲よりも多いと、接着層の接着力が不十分となる可能性があるからである。   In the present invention, the content of the polyolefin compound for addition in the adhesive layer is preferably in the range of 0.01 to 9900 parts by weight, particularly 0.1 parts by weight to 100 parts by weight of the silane-modified resin. More preferably within the range of 2000 parts by weight. If the content of the polyolefin compound for addition is less than the above range, it may be disadvantageous in terms of cost, and if it is more than the above range, the adhesive force of the adhesive layer may be insufficient. Because.

本発明においては、上記ポリオレフィン化合物として、ポリエチレン系樹脂(以下、添加用ポリエチレンと称する。)を用いることが好ましい。本発明においては、上記シラン変性樹脂として、ポリエチレン系樹脂とエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を用いることが好ましいからである。   In the present invention, it is preferable to use a polyethylene-based resin (hereinafter referred to as polyethylene for addition) as the polyolefin compound. In the present invention, it is preferable to use a copolymer of a polyethylene resin and an ethylenically unsaturated silane compound as the silane-modified resin.

上記添加用ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、および直鎖状低密度ポリエチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種のものであることが好ましい。   The additive polyethylene is preferably at least one selected from the group consisting of low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultra low density polyethylene, and linear low density polyethylene.

また、本発明に用いられる接着層は、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤および酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤を含有することが好ましい。これらの添加剤を含むことにより、長期にわたって安定した機械強度、黄変防止、ひび割れ防止、優れた加工適性を得ることができるからである。   Moreover, it is preferable that the contact bonding layer used for this invention contains the at least 1 sort (s) of additive chosen from the group which consists of a light stabilizer, a ultraviolet absorber, a heat stabilizer, and antioxidant. By including these additives, it is possible to obtain stable mechanical strength over a long period of time, prevention of yellowing, prevention of cracking, and excellent processability.

光安定化剤は、接着層に用いられる熱可塑性樹脂中の光劣化開始の活性種を補足し、光酸化を防止するものである。具体的には、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダードピペリジン系化合物などの光安定化剤が挙げられる。   The light stabilizer supplements the active species at the start of photodegradation in the thermoplastic resin used in the adhesive layer and prevents photooxidation. Specific examples include light stabilizers such as hindered amine compounds and hindered piperidine compounds.

紫外線吸収剤は、太陽光中の有害な紫外線を吸収して、分子内で無害な熱エネルギーへと変換し、接着層に用いられる熱可塑性樹脂中の光劣化開始の活性種が励起されるのを防止するものである。具体的には、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サルチレート系、アクリロニトリル系、金属錯塩系、ヒンダードアミン系、および超微粒子酸化チタン(粒子径:0.01μm〜0.06μm)もしくは超微粒子酸化亜鉛(粒子径:0.01μm〜0.04μm)などの無機系等の紫外線吸収剤が挙げられる。   UV absorbers absorb harmful UV rays in sunlight and convert them into innocuous heat energy within the molecule, which excites the active species that initiate photodegradation in the thermoplastic resin used in the adhesive layer. Is to prevent. Specifically, benzophenone-based, benzotriazole-based, salicylate-based, acrylonitrile-based, metal complex-based, hindered amine-based, and ultrafine titanium oxide (particle size: 0.01 μm to 0.06 μm) or ultrafine zinc oxide (particle size) : 0.01 [mu] m to 0.04 [mu] m).

熱安定剤としては、トリス(2,4‐ジ‐t‐ブチルフェニル)フォスファイト、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、テトラキス(2,4‐ジ‐t‐ブチルフェニル)[1,1‐ビフェニル]‐4,4´‐ジイルビスホスフォナイト、およびビス(2,4‐ジ‐t‐ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト等のリン系熱安定剤;8‐ヒドロキシ‐5,7‐ジ‐t‐ブチル‐フラン‐2‐オンとo‐キシレンとの反応生成物等のラクトン系熱安定剤などを挙げることができる。リン系熱安定剤とラクトン系熱安定剤とを併用することが好ましい。   Thermal stabilizers include tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, bis [2,4-bis (1,1-dimethylethyl) -6-methylphenyl] ethyl ester phosphorous acid, tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyl) [1,1-biphenyl] -4,4'-diylbisphosphonite, and bis (2,4-di-tert-butylphenyl) pentaerythritol diphosphite And a lactone heat stabilizer such as a reaction product of 8-hydroxy-5,7-di-t-butyl-furan-2-one and o-xylene. It is preferable to use a phosphorus-based heat stabilizer and a lactone-based heat stabilizer in combination.

酸化防止剤は、接着層に用いられる熱可塑性樹脂の酸化劣化を防止するものである。具体的には、フェノール系、アミン系、イオウ系、リン系、およびラクトン系などの酸化防止剤が挙げられる。   The antioxidant prevents oxidative deterioration of the thermoplastic resin used for the adhesive layer. Specific examples include phenol-based, amine-based, sulfur-based, phosphorus-based, and lactone-based antioxidants.

これらの光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤および酸化防止剤は、それぞれ1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。   These light stabilizers, ultraviolet absorbers, heat stabilizers and antioxidants can be used alone or in combination of two or more.

光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤および酸化防止剤の含有量は、その粒子形状、密度などにより異なるものではあるが、それぞれ接着層の材料中0.001質量%〜5質量%の範囲内であることが好ましい。   The content of the light stabilizer, ultraviolet absorber, heat stabilizer and antioxidant varies depending on the particle shape, density, etc., but is 0.001% by mass to 5% by mass in the material of the adhesive layer, respectively. It is preferable to be within the range.

さらに、本発明における接着層に用いられる他の化合物としては上記以外に、架橋剤、分散剤、レベリング剤、可塑剤、消泡剤等を挙げることができる。   Furthermore, as other compounds used for the adhesive layer in the present invention, in addition to the above, a crosslinking agent, a dispersant, a leveling agent, a plasticizer, an antifoaming agent, and the like can be given.

(2)接着層
本発明に用いられる接着層の厚みは、接着層を構成する上記熱可塑性樹脂の種類に応じて、必要な接着力を発現できる範囲内であれば特に限定されないが、通常、5μm〜300μmの範囲内が好ましく、特に10μm〜200μmの範囲内が好ましい。接着層の厚みが上記範囲よりも薄いと所望の接着力を得ることができない場合があり、また厚みが上記範囲よりも厚いと接着層により層間接着強度を十分に発現させるために過剰な加熱が必要となり、基材などへの熱ダメージが大きくなる場合があるからである。
(2) Adhesive layer The thickness of the adhesive layer used in the present invention is not particularly limited as long as it is within a range in which a necessary adhesive force can be expressed, depending on the type of the thermoplastic resin constituting the adhesive layer. The range of 5 μm to 300 μm is preferable, and the range of 10 μm to 200 μm is particularly preferable. If the thickness of the adhesive layer is thinner than the above range, a desired adhesive force may not be obtained, and if the thickness is thicker than the above range, excessive heating is required to sufficiently express the interlayer adhesive strength by the adhesive layer. This is because the thermal damage to the base material and the like may increase.

2.基材
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いることができる基材は、所望の透明性を有するものであれば特に限定されないが、通常、波長400nm〜1000nmの光に対する透過率が、78%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。
2. Next, the substrate used in the present invention will be described. The base material that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it has a desired transparency. Usually, the transmittance for light having a wavelength of 400 nm to 1000 nm is preferably 78% or more, and 80%. More preferably.

また、本発明に用いられる基材は、上記透明性を有するものの中でも、耐熱性、耐候性、水蒸気、その他のガスバリア性に優れたものであることが好ましい。中でも本発明においては、酸素透過率が温度23℃、湿度90%の条件下において1cc/m/day・atm以下、水蒸気透過率が温度37.8℃、湿度100%の条件下において1g/m/day以下のガスバリア性を有する基材を用いることが好ましい。本発明においては、このようなガスバリア性を達成するために、任意の基材上にガスバリア層を設けたものを用いてもよい。 Moreover, it is preferable that the base material used for this invention is excellent in heat resistance, a weather resistance, water vapor | steam, and other gas barrier properties among the said transparency. In particular, in the present invention, the oxygen permeability is 1 cc / m 2 / day · atm or less under the condition of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 90%, and the water vapor permeability is 1 g / day under the condition of a temperature of 37.8 ° C. and a humidity of 100%. It is preferable to use a base material having a gas barrier property of m 2 / day or less. In the present invention, in order to achieve such a gas barrier property, a material provided with a gas barrier layer on an arbitrary substrate may be used.

上記ガスバリア性を具備する基材としては、石英ガラス、パイレックス(登録商標)、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエーテルサルフォン(PES)フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)フィルム、ポリエーテルイミド(PEI)フィルム、ポリイミド(PI)フィルム、ポリエステルナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)等の樹脂製フイルム基材を挙げることができる。   Examples of the base material having the gas barrier property include transparent flexible materials such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) and synthetic quartz plate, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer film, biaxially stretched polyethylene terephthalate. Resin films such as film, polyethersulfone (PES) film, polyetheretherketone (PEEK) film, polyetherimide (PEI) film, polyimide (PI) film, polyester naphthalate (PEN), polycarbonate (PC) A substrate can be mentioned.

本発明においては、上記基材の中でも、樹脂製フイルム基材を用いることが好ましい。樹脂製フイルム基材は、加工性に優れているため、他のデバイスとの組合せが容易であり、用途の幅を広げることができるからである。また、樹脂製フイルム基材を用いることにより、製造コストの削減にも寄与することができるからである。また本発明における基材は、一種類のみを単独で用いても良く、また、2種以上を積層して用いても良い。本発明においては、基材として二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)、ポリエステルナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)を用いることが特に好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a resin film base material among the above base materials. This is because the resin film base material is excellent in processability, so that it can be easily combined with other devices and the range of applications can be expanded. Moreover, it is because it can contribute also to reduction of manufacturing cost by using a resin-made film base material. Moreover, the base material in this invention may be used individually by 1 type, and may laminate | stack and use 2 or more types. In the present invention, it is particularly preferable to use a biaxially stretched polyethylene terephthalate film (PET), polyester naphthalate (PEN), or polycarbonate (PC) as the substrate.

本発明に用いられる基材の厚みは特に限定されるものではないが、通常、50μm〜2000μmの範囲内であることが好ましく、特に75μm〜1800μmの範囲内であることが好ましく、中でも100μm〜1500μmの範囲内であることが好ましい。   The thickness of the substrate used in the present invention is not particularly limited, but it is usually preferably in the range of 50 μm to 2000 μm, particularly preferably in the range of 75 μm to 1800 μm, and more preferably 100 μm to 1500 μm. It is preferable to be within the range.

3.色素増感型太陽電池用積層体
本発明に用いられる、色素増感型太陽電池用積層体は、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
3. Dye-sensitized solar cell laminate The dye-sensitized solar cell laminate used in the present invention is the same as that described in the above section "A. Dye-sensitized solar cell laminate". Therefore, the description here is omitted.

4.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の製造方法
本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の製造方法は、後述する「D.色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材、および色素増感型太陽電池セルの製造方法」の、2.色素増感型太陽電池セルの製造方法の項において説明するため、ここでの説明は省略する。
4). Method for Producing Dye-Sensitized Solar Cell Substrate with Heat Resistant Substrate The method for producing a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate according to the present invention is described in “D. Dye-sensitized solar cell laminate, 2. “Dye-sensitized solar cell substrate with heat-resistant substrate, dye-sensitized solar cell substrate, and method for producing dye-sensitized solar cell”. Since it explains in the term of the manufacturing method of a dye sensitizing type photovoltaic cell, explanation here is omitted.

C.色素増感型太陽電池用基材
次に本発明の色素増感型太陽電池用基材について説明する。本発明の色素増感型太陽電池用基材は、基材と、上記基材上に形成され、熱溶融性樹脂からなる接着層と、
上記接着層上に形成され、第2金属酸化物からなる第2透明電極層と、上記第2透明電極層上に形成され、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、上記第1透明電極層上に形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層とからなり、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことを特徴とするものである。
C. Next, the dye-sensitized solar cell substrate of the present invention will be described. The substrate for a dye-sensitized solar cell of the present invention includes a substrate, an adhesive layer formed on the substrate and made of a heat-meltable resin,
A second transparent electrode layer formed on the adhesive layer and made of a second metal oxide, a first transparent electrode layer formed on the second transparent electrode layer and made of the first metal oxide, and the first A porous layer formed on a transparent electrode layer and containing metal oxide semiconductor fine particles, wherein the first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide. To do.

次に本発明の色素増感型太陽電池用基材について、図を参照しながら説明する。図3は、本発明の色素増感型太陽電池用基材の一例を示す概略断面図である。図3に示すように本発明の色素増感型太陽電池用基材30は、基材11と、上記基材11上に形成され、熱溶融性樹脂からなる接着層12と、上記接着層12上に形成され、第2金属酸化物からなる第2透明電極層13と、上記第2透明電極層13上に形成され、第1金属酸化物からなる第1透明電極層14と、上記第1透明電極層14上に形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層15と、からなる色素増感型太陽電池用基材であって、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことを特徴とするものである。   Next, the base material for dye-sensitized solar cells of this invention is demonstrated, referring a figure. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the dye-sensitized solar cell substrate of the present invention. As shown in FIG. 3, the dye-sensitized solar cell substrate 30 of the present invention includes a substrate 11, an adhesive layer 12 formed on the substrate 11 and made of a heat-meltable resin, and the adhesive layer 12. A second transparent electrode layer 13 made of a second metal oxide, and a first transparent electrode layer 14 made of the first metal oxide and formed on the second transparent electrode layer 13; A substrate for a dye-sensitized solar cell formed on the transparent electrode layer 14 and comprising a porous layer 15 containing metal oxide semiconductor fine particles, wherein the first metal oxide is the second metal oxide. It is characterized by higher chemical durability than metal oxides.

本発明によれば、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、第2金属酸化物からなる第2透明電極層との2層の透明電極を備え、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことにより、第2透明電極層の電気伝導性が経時で損なわれることない、化学的耐久性に優れた色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。
また、本発明においては上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことにより、第2透明電極層のみならず、上記接着層が酸化還元対により侵蝕されることも抑制することができる。したがって、本発明によれば、経時で接着層の接着力が失われることのない、接着安定性に優れた色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。
According to the present invention, the first metal oxide is provided with two transparent electrodes, a first transparent electrode layer made of the first metal oxide and a second transparent electrode layer made of the second metal oxide. However, since the chemical durability is higher than that of the second metal oxide, the electrical conductivity of the second transparent electrode layer is not impaired over time, and the dye-sensitized solar cell has excellent chemical durability. A substrate can be obtained.
In the present invention, since the first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide, not only the second transparent electrode layer but also the adhesive layer is formed by a redox pair. Corrosion can also be suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a dye-sensitized solar cell substrate that is excellent in adhesion stability and does not lose the adhesive strength of the adhesive layer over time.

色素増感型太陽電池に用いられる酸化還元対は、色素増感型太陽電池の発電機構を担うが、酸化・還元性に富むため、色素増感型太陽電池を構成する化合物のうち、化学的耐久性に乏しいものは、上記酸化還元対により侵蝕されてしまう問題点があった。
このような化学的耐久性に乏しい化合物としては、ITOに代表される透明電極を構成する金属酸化物がある。色素増感型太陽電池に用いられる多孔質層は、多孔質であるため酸化還元対を透過してしまうことから、透明電極は酸化還元対に曝されてしまい、その結果、経時で透明電極の機能が損なわれ、発電特性が低下してしまうことが、色素増感型太陽電池の一つの問題点となっていた。
The redox couple used in dye-sensitized solar cells is responsible for the power generation mechanism of dye-sensitized solar cells, but is rich in oxidation and reduction. Those with poor durability have a problem of being eroded by the redox couple.
As such a compound with poor chemical durability, there is a metal oxide constituting a transparent electrode represented by ITO. Since the porous layer used in the dye-sensitized solar cell is porous, it passes through the oxidation-reduction pair, so that the transparent electrode is exposed to the oxidation-reduction pair. One of the problems of dye-sensitized solar cells is that the function is impaired and the power generation characteristics are deteriorated.

また、上記酸化還元対は、上記透明電極をも透過する現象が確認されており、接着層を有する色素増感型太陽電池用基材を用いた色素増感型太陽電池においては、経時で上記接着層が劣化してしまい、接着力安定性が損なわれる問題点があった。   In addition, the oxidation-reduction pair has been confirmed to pass through the transparent electrode, and in a dye-sensitized solar cell using a dye-sensitized solar cell substrate having an adhesive layer, There is a problem that the adhesive layer deteriorates and the adhesive strength stability is impaired.

本発明によれば、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、第2金属酸化物からなる第2透明電極層との2層の透明電極を備え、上記第1金属酸化物の方が、上記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことにより、第2透明電極層が酸化還元対により侵蝕されることを抑制することができる。したがって、本発明によれば経時安定性に優れた色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。
また、本発明によれば接着層が酸化還元対により劣化されることも抑制することができるため、各層の接着安定性に優れた色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。
According to the present invention, the first metal oxide is provided with two transparent electrodes, a first transparent electrode layer made of the first metal oxide and a second transparent electrode layer made of the second metal oxide. However, since the chemical durability is higher than that of the second metal oxide, the second transparent electrode layer can be prevented from being eroded by the redox couple. Therefore, according to the present invention, a dye-sensitized solar cell substrate having excellent temporal stability can be obtained.
Moreover, according to this invention, since it can also suppress that an adhesive layer deteriorates by a redox pair, the base material for dye-sensitized solar cells excellent in the adhesive stability of each layer can be obtained.

さらに本発明の色素増感型太陽電池用基材は、上記耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を用いることにより容易に製造することができるため、例えば、基材として可撓性を有する樹脂製フイルム基材を用いることも可能である。したがって、本発明によれば、従来製造することが困難であった、可撓性を有し、かつ化学的耐久性に優れた透明電極を備える色素増感型太陽電池用基材を得ることができる。   Furthermore, the dye-sensitized solar cell substrate of the present invention can be easily manufactured by using the above-mentioned dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate. It is also possible to use a resin film substrate having the same. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a substrate for a dye-sensitized solar cell that includes a transparent electrode that has been difficult to manufacture and has flexibility and excellent chemical durability. it can.

以下、本発明の色素増感型太陽電池用基材の各構成について詳細に説明する。   Hereinafter, each structure of the base material for dye-sensitized solar cells of this invention is demonstrated in detail.

1.基材
本発明に用いられる基材は、上記「B.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材」の、2.基材の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
1. 2. Base Material The base material used in the present invention is the above-mentioned “B. Base material for dye-sensitized solar cell with heat-resistant substrate”. Since it is the same as that described in the section of the base material, explanation here is omitted.

2.接着層
本発明に用いられる接着層は、上記「B.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材」の、1.接着層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
2. Adhesive Layer The adhesive layer used in the present invention is the same as that in “B. Dye-sensitized solar cell substrate with heat-resistant substrate” described above. Since it is the same as that described in the section of the adhesive layer, the description here is omitted.

3.第2透明電極層
本発明に用いられる第2透明電極層は、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、2.第2透明電極層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
3. 2nd transparent electrode layer The 2nd transparent electrode layer used for this invention is 2 above-mentioned "A. laminated body for dye-sensitized solar cells". Since it is the same as what was described in the term of the 2nd transparent electrode layer, explanation here is omitted.

4.第1透明電極層
本発明に用いられる第1透明電極層は、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、1.第1透明電極層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
4). 1st transparent electrode layer The 1st transparent electrode layer used for this invention is 1. above-mentioned "A. laminated body for dye-sensitized solar cells." Since it is the same as what was described in the term of the 1st transparent electrode layer, explanation here is omitted.

5.多孔質層
本発明に用いられる多孔質層に関する説明は、上記「A.色素増感型太陽電池用基材」の、3.多孔質層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
5. Porous layer The porous layer used in the present invention is described in “A. Dye-sensitized solar cell substrate” above. Since it is the same as that described in the paragraph of the porous layer, the description here is omitted.

6.色素増感型太陽電池用基材
本発明の色素増感型太陽電池用基材における多孔質層は、パターニングされていることが好ましい。多孔質層がパターニングされていることにより、本発明の色素増感型太陽電池用基材を、モジュール起電力の高い色素増感型太陽電池を製造するのに好適なものにできるからである。本発明における多孔質層のパターニングについて図を参照しながら説明する。図4は、本発明における多孔質層のパターニング態様の一例を示す概略断面図である。本発明における多孔質層のパターニングは、図4に示すように、少なくとも多孔質層15がパターニングされていれば良い。また、図4に示すように多孔質層15が、酸化物半導体層15aと、介在層15bとからなる場合には、両層が同一形状でパターニングされていることが好ましい。
さらに、本発明における多孔質層のパターニング態様としては、多孔質層15と、第1透明電極層14と、第2透明電極層13とがパターニングされていることが好ましい。多孔質層15と、第1透明電極層14と、第2透明電極層13とがパターニングされている場合においては、それぞれのパターニング形状は、同一であっても異なっていても良い。
6). Dye-sensitized solar cell substrate The porous layer in the dye-sensitized solar cell substrate of the present invention is preferably patterned. This is because the dye-sensitized solar cell substrate of the present invention can be made suitable for producing a dye-sensitized solar cell having a high module electromotive force by patterning the porous layer. The patterning of the porous layer in the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the patterning mode of the porous layer in the present invention. In the patterning of the porous layer in the present invention, it is sufficient that at least the porous layer 15 is patterned as shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 4, when the porous layer 15 consists of the oxide semiconductor layer 15a and the intervening layer 15b, it is preferable that both layers are patterned by the same shape.
Furthermore, as a patterning aspect of the porous layer in the present invention, the porous layer 15, the first transparent electrode layer 14, and the second transparent electrode layer 13 are preferably patterned. When the porous layer 15, the first transparent electrode layer 14, and the second transparent electrode layer 13 are patterned, the patterning shapes may be the same or different.

本発明において多孔質層がパターニングされている場合の、パターンは、本発明の色素増感型太陽電池用基材の用途等に応じて任意に決定することができるが、中でも、ストライプ形状のパターンとすることが最も好ましい。   In the present invention, when the porous layer is patterned, the pattern can be arbitrarily determined according to the use of the dye-sensitized solar cell substrate of the present invention. Is most preferable.

7.色素増感型太陽電池用基材の製造方法
本発明の色素増感型太陽電池用基材の製造方法は、後述する「D.色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材、および色素増感型太陽電池セルの製造方法」の、3.色素増感型太陽電池用基材の製造方法の項において説明するため、ここでの説明は省略する。
7). Method for Producing Dye-Sensitized Solar Cell Substrate The method for producing the dye-sensitized solar cell substrate of the present invention is described later in “D. Dye-sensitized solar cell laminate, dye-sensitized with heat-resistant substrate”. Type solar cell substrate, dye-sensitized solar cell substrate, and method for producing dye-sensitized solar cell ", 3. Since it demonstrates in the term of the manufacturing method of the base material for dye-sensitized solar cells, description here is abbreviate | omitted.

D.色素増感型太陽電池セル
次に、本発明の色素増感型太陽電池セルについて説明する。本発明の色素増感型太陽電池セルは、上記色素増感型太陽電池用基材と、第2電極層および対向基材からなる対電極基材と、酸化還元対を含む電解質層と、からなる色素増感型太陽電池セルであって、上記色素増感型太陽電池用基材が有する多孔質層と、上記対電極基材が有する第2電極層とが、上記電解質層を介して対向配置されていることを特徴とするものである。
D. Next, the dye-sensitized solar cell of the present invention will be described. The dye-sensitized solar cell according to the present invention includes the above-described dye-sensitized solar cell base material, a counter electrode base material including a second electrode layer and a counter base material, and an electrolyte layer including a redox pair. A dye-sensitized solar cell, wherein the porous layer of the dye-sensitized solar cell substrate and the second electrode layer of the counter electrode substrate are opposed to each other with the electrolyte layer interposed therebetween. It is characterized by being arranged.

次に、本発明の色素増感型太陽電池セルについて図を参照しながら説明する。図5は本発明における色素増感型太陽電池セルの一例を表す概略断面図である。図5に示すように本発明の色素増感型太陽電池セル40は、上記色素増感型太陽電池用基材30と、第2電極層18および対向基材19からなる対電極基材50と、酸化還元対を含む電解質層17と、からなり、上記色素増感型太陽電池用基材30が有する多孔質層15と、上記対電極基材50が有する第2電極層18とが、上記電解質層17を介して対向配置されているものである。   Next, the dye-sensitized solar cell of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the dye-sensitized solar cell in the present invention. As shown in FIG. 5, the dye-sensitized solar cell 40 according to the present invention includes the dye-sensitized solar cell substrate 30, a counter electrode substrate 50 including the second electrode layer 18 and the counter substrate 19. The porous layer 15 included in the dye-sensitized solar cell base material 30 and the second electrode layer 18 included in the counter electrode base material 50. It is disposed so as to face the electrolyte layer 17.

本発明によれば、上記色素増感型太陽電池用基材を用いることにより、上記第1透明電極層と上記第2透明電極層とからなる透明電極が、酸化還元対により侵食されることのない化学的耐久性に優れるため、電気伝導性を長時間安定的に維持することができる。したがって、本発明によれば、発電効率の経時安定性に優れる色素増感型太陽電池セルを得ることができる。また、本発明によれば、上記基材として樹脂製フイルム基材を用いた上記色素増感型太陽電池用基材を用いることにより、従来製造することが困難であった、可撓性を有し、かつ化学的耐久性に優れる透明電極を備える色素増感型太陽電池セルを容易に得ることができる。   According to the present invention, by using the dye-sensitized solar cell substrate, the transparent electrode composed of the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer is eroded by the redox pair. Therefore, the electrical conductivity can be stably maintained for a long time. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a dye-sensitized solar cell excellent in the temporal stability of power generation efficiency. Further, according to the present invention, by using the dye-sensitized solar cell base material using a resin film base material as the base material, it has been difficult to manufacture conventionally, and has flexibility. In addition, a dye-sensitized solar cell including a transparent electrode that is excellent in chemical durability can be easily obtained.

以下、本発明の色素増感型太陽電池セルの各構成について詳細に説明する。   Hereafter, each structure of the dye-sensitized solar cell of this invention is demonstrated in detail.

1.電解質層
まず、本発明における電解質層について説明する。本発明における電解質層は、酸化還元対を含むことを特徴とするものである。
1. Electrolyte Layer First, the electrolyte layer in the present invention will be described. The electrolyte layer in the present invention includes an oxidation-reduction pair.

(1)酸化還元対
本発明における電解質層に用いられる酸化還元対としては、一般的に電解質層において用いられているものであれば特に限定はされない。具体的には、ヨウ素およびヨウ化物の組合せ、臭素および臭化物の組合せであることが好ましい。例えば、ヨウ素およびヨウ化物の組合せとしては、LiI、NaI、KI、CaI等の金属ヨウ化物と、Iとの組合せを挙げることができる。さらに、臭素および臭化物の組み合わせとしては、LiBr、NaBr、KBr、CaBr等の金属臭化物と、Brとの組合せを挙げることができる。
(1) Redox pair The redox couple used in the electrolyte layer in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used in the electrolyte layer. Specifically, a combination of iodine and iodide and a combination of bromine and bromide are preferable. For example, as a combination of iodine and iodide, a combination of metal iodide such as LiI, NaI, KI, and CaI 2 and I 2 can be mentioned. Further, examples of the combination of bromine and bromide include a combination of a metal bromide such as LiBr, NaBr, KBr, and CaBr 2 and Br 2 .

(2)その他の化合物
本発明における電解質層には、上記酸化還元対を保持する高分子化合物を含有することが好ましい。このような高分子化合物を含有することにより、電解質層における上記酸化還元対の分布を均一化することができるからである。上記酸化還元対を保持する高分子化合物としては、正孔輸送性を有するものであれば特に限定されず、例えば、CuI、ポリピロール、ポリチオフェンを用いることができる。
(2) Other compounds The electrolyte layer in the present invention preferably contains a polymer compound that retains the redox couple. It is because the distribution of the redox couple in the electrolyte layer can be made uniform by containing such a polymer compound. The polymer compound holding the redox pair is not particularly limited as long as it has a hole transporting property, and for example, CuI, polypyrrole, or polythiophene can be used.

本発明における電解質層には、上記酸化還元対以外のその他の化合物として、架橋剤、光重合開始剤、増粘剤、常温融解塩等の添加剤を含有していても良い。   The electrolyte layer in the present invention may contain additives such as a crosslinking agent, a photopolymerization initiator, a thickener, and a room temperature molten salt as other compounds other than the redox couple.

(3)電解質層
電解質層は、ゲル状、固体状または液体状のいずれの形態からなる電解質層であってもよい。電解質層をゲル状とした場合には、物理ゲルと化学ゲルのいずれであってもよい。ここで、物理ゲルは物理的な相互作用で室温付近でゲル化しているものであり、化学ゲルは架橋反応などにより化学結合でゲルを形成しているものである。
また、電解質層を液体状とした場合には、例えば、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、炭酸プロピレンなどを溶媒とし、酸化還元対を含んだものや、同じくイミダゾリウム塩をカチオンとするイオン性液体を溶媒とすることができる。
さらに、電解質層を固体状とした場合には、酸化還元対を含まずにそれ自身が正孔輸送剤として機能するものであればよく、例えばCuI、ポリピロール、ポリチオフェンなどを含む正孔輸送剤であってもよい。
(3) Electrolyte layer The electrolyte layer may be an electrolyte layer having any form of gel, solid, or liquid. When the electrolyte layer is in a gel form, either a physical gel or a chemical gel may be used. Here, the physical gel is gelled near room temperature due to physical interaction, and the chemical gel is a gel formed by chemical bonding by a crosslinking reaction or the like.
When the electrolyte layer is in a liquid state, for example, acetonitrile, methoxyacetonitrile, propylene carbonate or the like is used as a solvent, and an ionic liquid containing a redox couple or an imidazolium salt as a cation is used as a solvent. can do.
Furthermore, when the electrolyte layer is in a solid state, it may be any material that does not include a redox pair and functions as a hole transporting agent. For example, a hole transporting agent including CuI, polypyrrole, polythiophene, etc. There may be.

2.対電極基材
次に本発明における対電極基材について説明する。本発明における対電極基材は、第2電極層および対向基材からなるものである。
2. Next, the counter electrode base material in the present invention will be described. The counter electrode base material in this invention consists of a 2nd electrode layer and a counter base material.

(1)第2電極層
本発明における第2電極層は、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、2.第2透明電極層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
(1) 2nd electrode layer The 2nd electrode layer in this invention is 2. above-mentioned "A. laminated body for dye-sensitized solar cells." Since it is the same as what was described in the term of the 2nd transparent electrode layer, explanation here is omitted.

(2)対向基材
本発明における第2電極層は、上記「B.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材」の、2.基材の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
(2) Opposite base material The second electrode layer in the present invention is the same as that described in “B. Base material for dye-sensitized solar cell with heat-resistant substrate”. Since it is the same as that described in the section of the base material, explanation here is omitted.

(3)その他の層
本発明における対電極基材には必要に応じて、上記以外のその他の層を含んでも良い。本発明に用いられるその他の層としては、触媒層を挙げることができる。本発明においては、上記第2電極層上に触媒層を形成することにより、本発明の色素増感型太陽電池セルをより発電効率に優れたものにできる。このような触媒層の例としては、上記第2電極層上にPtを蒸着した態様を挙げることができるが、この限りではない。
(3) Other layers The counter electrode substrate in the present invention may contain other layers other than the above, if necessary. Examples of the other layer used in the present invention include a catalyst layer. In the present invention, by forming a catalyst layer on the second electrode layer, the dye-sensitized solar cell of the present invention can be made more excellent in power generation efficiency. Examples of such a catalyst layer include an embodiment in which Pt is vapor-deposited on the second electrode layer, but is not limited thereto.

3.色素増感型太陽電池用基材
本発明における色素増感型太陽電池用基材は、上記「C.色素増感型太陽電池用基材」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
3. Dye-sensitized solar cell substrate The dye-sensitized solar cell substrate in the present invention is the same as that described in the above section "C. Dye-sensitized solar cell substrate". The description in is omitted.

4.色素増感型太陽電池セルの製造方法
本発明の色素増感型太陽電池セルの製造方法は、後述する「D.色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材、および色素増感型太陽電池セルの製造方法」の、4.色素増感型太陽電池セルの製造方法の項において説明するため、ここでの説明は省略する。
4). Method for Producing Dye-Sensitized Solar Cell The method for producing the dye-sensitized solar cell of the present invention is described later in “D. Dye-sensitized solar cell laminate, for dye-sensitized solar cell with heat-resistant substrate”. 4. “Substrate, dye-sensitized solar cell substrate, and method for producing dye-sensitized solar cell”. Since it explains in the term of the manufacturing method of a dye sensitizing type photovoltaic cell, explanation here is omitted.

D.色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材、および色素増感型太陽電池セルの製造方法   D. Dye-sensitized solar cell laminate, dye-sensitized solar cell substrate with heat-resistant substrate, dye-sensitized solar cell substrate, and method for producing dye-sensitized solar cell

次に、本発明の色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材、および色素増感型太陽電池セルの製造方法について説明する。本発明の色素増感型太陽電池用基材は、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の製造に用いることができる。また、本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材は、本発明の色素増感型太陽電池用基材の製造に用いることができる。さらに、本発明の色素増感型太陽電池用基材は、本発明の色素増感型太陽電池セルの製造に用いることができる。したがって、以下、本発明の色素増感型太陽電池用積層体から、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材、および色素増感型太陽電池セルの順にそれぞれの製造方法について詳細に説明する。   Next, a laminate for a dye-sensitized solar cell, a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate, a dye-sensitized solar cell substrate, and a method for producing a dye-sensitized solar cell according to the present invention Will be described. The base material for dye-sensitized solar cells of the present invention can be used for producing the base material for dye-sensitized solar cells with a heat-resistant substrate of the present invention. Moreover, the base material for dye-sensitized solar cells with a heat-resistant board | substrate of this invention can be used for manufacture of the base material for dye-sensitized solar cells of this invention. Furthermore, the base material for dye-sensitized solar cells of this invention can be used for manufacture of the dye-sensitized solar cell of this invention. Therefore, hereinafter, from the laminate for the dye-sensitized solar cell of the present invention, a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate, a dye-sensitized solar cell substrate, and a dye-sensitized solar cell Each manufacturing method will be described in detail in order.

1.色素増感型太陽電池用積層体の製造方法
まず、本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法について説明する。本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法は、色素増感型太陽電池用積層体を構成する各層を均質に形成できる方法であれば特に限定されないが、通常、耐熱基板上に有機物および金属酸化物半導体微粒子を含有する多孔質層形成用塗工液を塗布し、固化させて多孔質層形成用層を形成する多孔質層形成用層形成工程と、
上記多孔質層形成用層を焼成することにより多孔質体とし、多孔質層を形成する焼成工程と、
上記多孔質層上に第1金属酸化物からなる第1透明電極層を形成する第1透明電極層形成工程と、
上記第1透明電極層上に、第2金属酸化物からなる第2透明電極層を形成する第2透明電極層形成工程と、
からなる製造方法により色素増感型太陽電池用積層体を製造することが好ましい。このような方法によれば、高生産性で各層が均質に形成された色素増感型太陽電池用積層体を製造することができるからである。
1. First, the manufacturing method of the laminated body for dye-sensitized solar cells of this invention is demonstrated. The method for producing the laminate for the dye-sensitized solar cell of the present invention is not particularly limited as long as each layer constituting the laminate for the dye-sensitized solar cell can be formed uniformly, but usually on a heat-resistant substrate. A porous layer forming layer forming step of applying a porous layer forming coating liquid containing organic matter and metal oxide semiconductor fine particles, and solidifying to form a porous layer forming layer; and
A porous body is formed by firing the porous layer forming layer, and a firing step for forming a porous layer;
A first transparent electrode layer forming step of forming a first transparent electrode layer made of a first metal oxide on the porous layer;
A second transparent electrode layer forming step of forming a second transparent electrode layer made of a second metal oxide on the first transparent electrode layer;
It is preferable to produce a laminate for a dye-sensitized solar cell by a production method comprising: This is because according to such a method, it is possible to produce a laminate for a dye-sensitized solar cell in which each layer is uniformly formed with high productivity.

また上記色素増感型太陽電池用積層体の製造方法においては、上記多孔質層を上記介在層と上記酸化物半導体層とからなる2層構造にするため、上記多孔質層形成用層形成工程が、耐熱基板上に有機物および金属酸化物半導体微粒子を含有する介在層形成用塗工液を塗布し、固化させて介在層形成用層を形成する介在層形成用層形成工程と、
上記介在層形成用層上に、上記介在層形成用塗工液よりも金属酸化物半導体微粒子の固形分中の濃度が高い酸化物半導体層形成用塗工液を塗布し、固化させて酸化物半導体層形成用層を形成する酸化物半導体層形成用層形成工程と、からなることが好ましい。
Further, in the method for producing the laminate for a dye-sensitized solar cell, the porous layer forming layer forming step is performed in order to make the porous layer into a two-layer structure including the intervening layer and the oxide semiconductor layer. However, the intermediate layer forming layer forming step of forming an intervening layer forming layer by applying and solidifying a coating liquid for forming an intervening layer containing an organic substance and metal oxide semiconductor fine particles on a heat-resistant substrate,
On the intervening layer forming layer, an oxide semiconductor layer forming coating solution having a higher concentration in the solid content of the metal oxide semiconductor fine particles than the intervening layer forming coating solution is applied and solidified to form an oxide. And an oxide semiconductor layer forming layer forming step of forming a semiconductor layer forming layer.

次に、上記色素増感型太陽電池用積層体の製造方法について、図を参照しながら説明する。図6は、本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法の一例を示す工程図である。上記色素増感型太陽電池用積層体の製造方法は、図6(a)に示すように、耐熱基板16上に、介在層形成用塗工液を塗布し、固化させて介在層形成用層25bを形成する介在層形成用層形成工程と、
図6(b)に示すように、介在層形成用層25b上に酸化物半導体層形成用塗工液を塗布し、固化させて酸化物半導体層形成用層25aを形成する酸化物半導体層形成用層形成工程と、
図6(c)に示すように、介在層形成用層25bおよび酸化物半導体層形成用層25aが積層された耐熱基板に加熱焼成を施すことにより、連通孔を有する多孔質体である介在層15bおよび酸化物半導体層15aを形成する焼成工程と、
図6(d)に示すように、酸化物半導体層15a上に第1透明電極層14を形成する第1透明電極層形成工程と、
図6(e)に示すように、第1透明電極層14上に、第2透明電極層13を形成する第2透明電極層形成工程と、によって、色素増感型太陽電池用積層体10を製造する方法である。
Next, the manufacturing method of the said laminated body for dye-sensitized solar cells is demonstrated, referring a figure. FIG. 6 is a process diagram showing an example of a method for producing a laminate for a dye-sensitized solar cell of the present invention. As shown in FIG. 6 (a), the method for producing a laminate for a dye-sensitized solar cell is such that an intervening layer forming coating solution is applied on a heat-resistant substrate 16 and solidified to solidify the intervening layer forming layer. An intermediate layer forming layer forming step for forming 25b;
As shown in FIG. 6 (b), an oxide semiconductor layer forming layer 25a is formed by applying an oxide semiconductor layer forming coating solution onto the intervening layer forming layer 25b and solidifying it. Layer forming step,
As shown in FIG. 6C, the intervening layer, which is a porous body having communication holes, is obtained by heating and baking the heat-resistant substrate on which the intervening layer forming layer 25b and the oxide semiconductor layer forming layer 25a are laminated. A baking step of forming 15b and the oxide semiconductor layer 15a;
As shown in FIG.6 (d), the 1st transparent electrode layer formation process which forms the 1st transparent electrode layer 14 on the oxide semiconductor layer 15a,
As shown in FIG. 6 (e), the dye-sensitized solar cell laminate 10 is formed by the second transparent electrode layer forming step of forming the second transparent electrode layer 13 on the first transparent electrode layer 14. It is a manufacturing method.

以下、本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造方法について各工程に分けて説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the laminated body for dye-sensitized solar cells of the present invention will be described separately for each step.

(1)介在層形成用層形成工程
まず、本発明における介在層形成用層形成工程について説明する。本発明における介在層形成用層形成工程は、耐熱基板上に、介在層形成用塗工液を塗布し、固化させて介在層形成用層を形成する工程である。
(1) Interlayer Forming Layer Forming Step First, the intervening layer forming layer forming step in the present invention will be described. The intervening layer forming layer forming step in the present invention is a step of forming an intervening layer forming layer by applying and solidifying the intervening layer forming coating solution on the heat-resistant substrate.

なお、ここでいう介在層形成用層とは、介在層形成用塗工液を塗布し、固化させることにより形成されたものを意味している。また、後述する介在層は、上記介在層形成用層を焼成することにより、多孔質体として形成されたものを意味している。なお、本発明において、介在層とは、後述する色素増感剤を含有する場合、後述する色素増感剤を含有しない場合のいずれの場合も意味するものである。   The intervening layer forming layer here means a layer formed by applying and solidifying an intervening layer forming coating solution. Moreover, the intervening layer mentioned later means what was formed as a porous body by baking the said layer for intervening layer formation. In the present invention, the intervening layer means either a case where a dye sensitizer described later is contained or a case where a dye sensitizer described later is not contained.

(1−1)介在層形成用塗工液
まず、本工程に用いられる介在層形成用塗工液について説明する。本工程に用いられる介在層形成用塗工液は、少なくとも金属酸化物半導体微粒子および有機物を含有するものである。
(1-1) Intervening Layer Forming Coating Liquid First, the intervening layer forming coating liquid used in this step will be described. The intervening layer forming coating solution used in this step contains at least metal oxide semiconductor fine particles and an organic substance.

a.金属酸化物半導体微粒子
本工程における上記介在層形成用塗工液に用いられる金属酸化物半導体微粒子は、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、3.多孔質層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
a. Metal Oxide Semiconductor Fine Particles The metal oxide semiconductor fine particles used in the coating liquid for forming the intervening layer in this step are the same as those described in “A. Dye-sensitized solar cell laminate”. Since it is the same as that described in the paragraph of the porous layer, the description here is omitted.

上記介在層形成用塗工液における金属酸化物半導体微粒子の固形分中の濃度は、後述する酸化物半導体層形成用塗工液における金属酸化物半導体微粒子の固形分中の濃度よりも低いのであれば特に限定はされないが、具体的には、20質量%〜80質量%の範囲内、中でも、30質量%〜70質量%の範囲内であることが好ましい。上記範囲で金属酸化物半導体微粒子を含有する介在層形成用塗工液であれば、このような介在層形成用塗工液を用いて形成された介在層形成用層を介して、酸化物半導体層形成用層を形成することにより、耐熱基板と酸化物半導体層形成用層との間に、適度な密着性および優れた剥離性を付与することができるからである。   The concentration of the metal oxide semiconductor fine particles in the solid content of the intervening layer forming coating solution may be lower than the concentration of the metal oxide semiconductor fine particles in the solid content of the oxide semiconductor layer forming coating solution described later. Although not particularly limited, specifically, it is preferably in the range of 20% by mass to 80% by mass, and more preferably in the range of 30% by mass to 70% by mass. If the coating liquid for forming an intervening layer contains metal oxide semiconductor fine particles in the above range, the oxide semiconductor is interposed through the layer for forming an intervening layer formed using such a coating liquid for forming an intervening layer. This is because by forming the layer forming layer, appropriate adhesion and excellent peelability can be imparted between the heat-resistant substrate and the oxide semiconductor layer forming layer.

また、上記金属酸化物半導体微粒子の介在層形成用塗工液中に対する濃度は、後述する介在層形成用塗工液の塗布方法等に応じて任意に決定すればよいが、通常、0.01質量%〜30質量%の範囲内であることが好ましく、中でも、0.1質量%〜15質量%の範囲内であることが好ましい。   Further, the concentration of the metal oxide semiconductor fine particles in the intervening layer forming coating solution may be arbitrarily determined according to the application method of the intervening layer forming coating solution described later, but is usually 0.01. It is preferable to be in the range of 30% by mass to 30% by mass, and it is particularly preferable to be in the range of 0.1% to 15% by mass.

b.有機物
次に、上記介在層形成用塗工液に用いられる有機物について説明する。上記介在層形成用塗工液に用いられる有機物としては、後述する焼成工程において分解されやすいものであれば特に限定はされない。中でも本発明においては、上記有機物として合成樹脂を用いることが好ましい。合成樹脂は分子量や材質を任意に選択することにより、所望の熱分解性を備える化合物を得ることができるため、後述する焼成処理の処理条件の制約が少なくなる等の利点を有するからである。
b. Organic Material Next, the organic material used for the intervening layer forming coating solution will be described. The organic substance used in the intervening layer forming coating solution is not particularly limited as long as it is easily decomposed in the baking step described later. In particular, in the present invention, it is preferable to use a synthetic resin as the organic substance. This is because the synthetic resin can obtain a compound having a desired thermal decomposability by arbitrarily selecting the molecular weight and material, and thus has advantages such as less restrictions on the processing conditions of the baking treatment described later.

上記合成樹脂としては、後述する酸化物半導体層形成用塗工液に用いる溶媒に溶解しにくいものであれば特に限定はされない。中でも本発明においては、合成樹脂の重量平均分子量が2000〜600000の範囲内であることが好ましく、特に5000〜300000の範囲内であることが好ましく、中でも10000〜200000の範囲内であることが好ましい。合成樹脂の分子量が上記範囲より大きいと、後述する焼成工程での熱分解が不十分になってしまう場合があり、また分子量が上記範囲よりも小さいと、介在層形成用塗工液の粘性が低下し、金属酸化物半導体微粒子が凝集してしまう可能性があるからである。   The synthetic resin is not particularly limited as long as it is difficult to dissolve in the solvent used in the oxide semiconductor layer forming coating liquid described later. Among them, in the present invention, the weight average molecular weight of the synthetic resin is preferably in the range of 2000 to 600000, particularly preferably in the range of 5000 to 300000, and in particular in the range of 10000 to 200000. . When the molecular weight of the synthetic resin is larger than the above range, thermal decomposition in the baking step described later may be insufficient, and when the molecular weight is smaller than the above range, the viscosity of the coating liquid for forming the intervening layer is low. This is because the metal oxide semiconductor fine particles may be aggregated.

本発明に用いられる合成樹脂の具体例としては、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルセルロース、アセチルエチルセルロース、セルロースプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロース、ブチルセルロース、ベンジルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、又はメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ターシャルブチルメタクリレート、ノルマルブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、2−エチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の重合体もしくは共重合体からなるアクリル系樹脂、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類等を挙げることができる。本発明においては、これらの合成樹脂の一種類を単体として用いてもよく、また2種類以上の合成樹脂を混合して用いてもよい。   Specific examples of the synthetic resin used in the present invention include cellulose resins such as ethyl cellulose, methyl cellulose, nitrocellulose, acetyl cellulose, acetyl ethyl cellulose, cellulose propionate, hydroxypropyl cellulose, butyl cellulose, benzyl cellulose, and nitrocellulose, or An acrylic resin comprising a polymer or copolymer such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, tertiary butyl methacrylate, normal butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, isopropyl methacrylate, 2-ethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, Examples thereof include polyhydric alcohols such as polyethylene glycol. In the present invention, one kind of these synthetic resins may be used as a simple substance, or two or more kinds of synthetic resins may be mixed and used.

上記介在層形成用塗工液中における上記有機物の含有量は、後述する耐熱基板剥離工程において、耐熱基板を所望の剥離力により剥離できる程度の多孔質性を介在層に付与できる範囲内であれば特に限定されない。中でも本発明における上記介在層形成用塗工液中の上記有機物の含有量は、介在層形成用塗工液に対して、0.01質量%〜30質量%の範囲内が好ましく、特に0.1質量%〜15質量%の範囲内であることが好ましい。上記有機物の含有量が上記範囲よりも少ないと、後述する剥離工程における耐熱基板の剥離加重が高くなり、生産性の面において不利になる可能性が有り、また、含有量が上記範囲よりも多いと、介在層が加熱焼成後に耐熱基板より自己剥離してしまう可能性があるからである。   The content of the organic substance in the coating liquid for forming the intervening layer should be within a range that can provide the intervening layer with a porous property that can peel off the heat-resistant substrate with a desired peeling force in the heat-resistant substrate peeling step described later. There is no particular limitation. Among these, the content of the organic substance in the intervening layer forming coating liquid in the present invention is preferably within a range of 0.01% by mass to 30% by mass with respect to the intervening layer forming coating liquid. It is preferably in the range of 1% by mass to 15% by mass. If the content of the organic substance is less than the above range, the peeling load of the heat-resistant substrate in the peeling step described later is high, which may be disadvantageous in terms of productivity, and the content is more than the above range. This is because the intervening layer may be peeled off from the heat-resistant substrate after heating and baking.

c.溶媒
上記介在層形成用塗工液は、溶媒を含有しない塗工液であっても良く、溶媒を含有する塗工液であっても良い。介在層形成用塗工液に溶媒が含有されている場合には、用いる有機物に対して良溶媒であることが好ましく、溶剤の選定は、溶剤の揮発性と、使用する有機物の溶解性を主に考慮して適宜選択する。具体的には、ケトン類、炭化水素類、エステル類、アルコール類、ハロゲン化炭化水素類、グリコール誘導体、エーテル類、エーテルエステル類、アミド類、アセテート類、ケトンエステル類、グリコールエーテル類、スルホン類、スルホキシド類等を挙げることができる。これらは1種又は2種以上を混合して用いることができる。中でも、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、メタノール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ノルマルブタノール、イソブタノール、テルピネオール、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、ブチルカルビトール等の有機溶媒であることが好ましい。介在層形成用塗工液は耐熱基板上に塗布されるため上記有機溶媒を用いることにより、耐熱基板上に濡れ性良く塗布することができるからである。
c. Solvent The coating liquid for forming the intervening layer may be a coating liquid that does not contain a solvent, or may be a coating liquid that contains a solvent. When a solvent is contained in the coating liquid for forming the intervening layer, it is preferable that the solvent is a good solvent with respect to the organic substance to be used. The appropriate selection is made in consideration of the above. Specifically, ketones, hydrocarbons, esters, alcohols, halogenated hydrocarbons, glycol derivatives, ethers, ether esters, amides, acetates, ketone esters, glycol ethers, sulfones And sulfoxides. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, organic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, toluene, methanol, isopropyl alcohol, normal propyl alcohol, normal butanol, isobutanol, terpineol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, and butyl carbitol are preferable. This is because the coating liquid for forming the intervening layer is applied onto the heat-resistant substrate, and therefore can be applied onto the heat-resistant substrate with good wettability by using the organic solvent.

d.添加剤
また、上記介在層形成用塗工液には、耐熱基板に対する塗工適性を向上させるために、各種添加剤を用いてもよい。添加剤としては、例えば、界面活性剤、粘度調整剤、分散助剤、pH調節剤等を用いることができる。上記pH調製剤としては、例えば、硝酸、塩酸、酢酸、ジメチルホルムアミド、アンモニア等を挙げることができる。また、分散助剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のポリマー、界面活性剤、酸、キレート剤等を挙げることができる。
d. Additives In addition, various additives may be used in the coating liquid for forming the intervening layer in order to improve the coating suitability for the heat-resistant substrate. As the additive, for example, a surfactant, a viscosity modifier, a dispersion aid, a pH adjuster and the like can be used. Examples of the pH adjuster include nitric acid, hydrochloric acid, acetic acid, dimethylformamide, ammonia and the like. Examples of the dispersion aid include polymers such as polyethylene glycol, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose, surfactants, acids, and chelating agents.

(1−2)耐熱基板
本工程において用いる耐熱基板としては、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、4.耐熱基板の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
(1-2) Heat-resistant substrate As the heat-resistant substrate used in this step, the “A. Dye-sensitized solar cell laminate” described in “4. Since it is the same as that described in the section of the heat-resistant substrate, explanation here is omitted.

(1−3)介在層形成用層の形成方法
本工程において、上記介在層形成用塗工液を上記耐熱基板上に塗布する方法としては、公知の塗布方法であれば特に限定はされないが、具体的には、ダイコート、グラビアコート、グラビアリバースコート、ロールコート、リバースロールコート、バーコート、ブレードコート、ナイフコート、エアナイフコート、スロットダイコート、スライドダイコート、ディップコート、マイクロバーコート、マイクロバーリバースコートや、スクリーン印刷(ロータリー方式)等を挙げることができる。このような塗布法を用い、単数回または複数回、塗布および固化を繰り返すことにより介在層形成用層を所望の膜厚に調整することができる。
(1-3) Formation method of intervening layer forming layer In this step, the method for applying the intervening layer forming coating liquid onto the heat-resistant substrate is not particularly limited as long as it is a known application method. Specifically, die coat, gravure coat, gravure reverse coat, roll coat, reverse roll coat, bar coat, blade coat, knife coat, air knife coat, slot die coat, slide die coat, dip coat, micro bar coat, micro bar reverse coat And screen printing (rotary method). Using such a coating method, the intervening layer forming layer can be adjusted to a desired film thickness by repeating coating and solidification one or more times.

(1−4)介在層形成用層
本工程により得られる介在層形成用層の膜厚としては、特に限定はされないが、後述する焼成工程において多孔質体として形成された際に、後述する「(3)焼成工程」の中に記載した膜厚となるように調整して決定することが好ましい。具体的には、0.01μm〜30μmの範囲内、中でも、0.05μm〜6μmの範囲内であることが好ましい。
(1-4) Intervening Layer Forming Layer The thickness of the intervening layer forming layer obtained by this step is not particularly limited, but when it is formed as a porous body in the firing step described below, “ It is preferable to adjust and determine the film thickness as described in “(3) Firing step”. Specifically, it is preferably within a range of 0.01 μm to 30 μm, and more preferably within a range of 0.05 μm to 6 μm.

(2)酸化物半導体層形成用層形成工程
次に、酸化物半導体層形成用層形成工程について説明する。本発明における酸化物半導体層形成用層形成工程は、上記介在層形成用層上に、上記介在層形成用塗工液よりも金属酸化物半導体微粒子の固形分中の濃度が高い酸化物半導体層形成用塗工液を塗布し、固化させて酸化物半導体層形成用層を形成する工程である。
(2) Oxide Semiconductor Layer Formation Layer Formation Step Next, the oxide semiconductor layer formation layer formation step will be described. The oxide semiconductor layer forming layer forming step in the present invention includes an oxide semiconductor layer having a higher concentration in the solid content of the metal oxide semiconductor fine particles than the intermediate layer forming coating liquid on the intermediate layer forming layer. In this step, a forming coating solution is applied and solidified to form an oxide semiconductor layer forming layer.

なお、ここでいう酸化物半導体層形成用層とは、酸化物半導体層形成用塗工液を塗布し、固化させることにより形成されたものを意味している。なお、本発明において、酸化物半導体層とは、後述する色素増感剤を含有する場合、後述する色素増感剤を含有しない場合のいずれの場合も意味するものである。   The oxide semiconductor layer forming layer here means a layer formed by applying and solidifying an oxide semiconductor layer forming coating solution. In addition, in this invention, an oxide semiconductor layer means in any case of containing the dye sensitizer mentioned later, when not containing the dye sensitizer mentioned later.

(2−1)酸化物半導体層形成用塗工液
本工程に用いられる酸化物半導体層形成用塗工液について説明する。本工程に用いられる酸化物半導体層形成用塗工液は、少なくとも、金属酸化物半導体微粒子および樹脂を含有するものであり、上記介在層形成用塗工液よりも金属酸化物半導体微粒子の固形分中の濃度が高く調整されているものである。
(2-1) Oxide semiconductor layer forming coating solution The oxide semiconductor layer forming coating solution used in this step will be described. The coating solution for forming an oxide semiconductor layer used in this step contains at least metal oxide semiconductor fine particles and a resin, and the solid content of the metal oxide semiconductor fine particles is higher than that of the coating solution for forming an intervening layer. The density inside is adjusted high.

a.金属酸化物半導体微粒子
本工程において上記酸化物半導体層形成用塗工液に用いられる金属酸化物半導体微粒子は、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、3.多孔質層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
a. Metal Oxide Semiconductor Fine Particles The metal oxide semiconductor fine particles used in the oxide semiconductor layer forming coating solution in this step are the same as those described in “A. Dye-sensitized solar cell laminate” above. Since it is the same as that described in the paragraph of the porous layer, the description here is omitted.

上記酸化物半導体層形成用塗工液中における金属酸化物半導体微粒子の含有量は、多孔質層に所望量の色素増感剤を含有することができる範囲内で有れば特に限定されない。本発明においては、通常、金属酸化物半導体微粒子の含有量は酸化物半導体層形成用塗工液の固形分中、50質量%〜100質量%の範囲内が好ましく、特に65質量%〜90質量%の範囲内であることが好ましい。このような酸化物半導体層形成用塗工液を用いることにより、焼成工程後に得られる多孔質体として形成された酸化物半導体層において、その細孔表面に充分な量の色素増感剤を担持させることができるため、最終的に得られる酸化物半導体層において、光照射により色素増感剤から生じた電荷を伝導する機能を充分に得ることができるからである。   The content of the metal oxide semiconductor fine particles in the oxide semiconductor layer forming coating solution is not particularly limited as long as the desired amount of the dye sensitizer can be contained in the porous layer. In the present invention, the content of the metal oxide semiconductor fine particles is usually preferably in the range of 50% by mass to 100% by mass, particularly 65% by mass to 90% by mass in the solid content of the coating liquid for forming an oxide semiconductor layer. % Is preferable. By using such a coating liquid for forming an oxide semiconductor layer, a sufficient amount of a dye sensitizer is supported on the pore surface of the oxide semiconductor layer formed as a porous body obtained after the firing step. This is because, in the finally obtained oxide semiconductor layer, the function of conducting charges generated from the dye sensitizer by light irradiation can be sufficiently obtained.

また、上記金属酸化物半導体微粒子の酸化物半導体層形成用塗工液に対する濃度は、後述する酸化物半導体層形成用塗工液の塗布方法等によって任意に決定すればよいが、通常、5質量%〜50質量%の範囲内、中でも、10質量%〜40質量%の範囲内であることが好ましい。   Further, the concentration of the metal oxide semiconductor fine particles with respect to the coating solution for forming an oxide semiconductor layer may be arbitrarily determined depending on the application method of the coating solution for forming an oxide semiconductor layer, which will be described later. It is preferable to be in the range of 10% by mass to 40% by mass.

b.樹脂
本工程に用いられる樹脂は、後述する焼成工程により多孔質体の空孔を付与するために用いられるものである。また、樹脂の使用量を変化させることにより、酸化物半導体層形成用塗工液の粘度を調整することができる。
b. Resin The resin used in this step is used for imparting pores of the porous body by the firing step described later. Moreover, the viscosity of the coating liquid for oxide semiconductor layer formation can be adjusted by changing the usage-amount of resin.

上記酸化物半導体層形成用塗工液中の上記樹脂の含有量は、所望の空孔率を得ることができる範囲内であれば特に限定されない。本発明においては、通常、酸化物半導体層形成用塗工液に対して、0.1質量%〜30質量%の範囲内が好ましく、特に、0.5質量%〜20質量%の範囲内が好ましく、中でも1質量%〜10質量%の範囲内が好ましい。   The content of the resin in the coating solution for forming an oxide semiconductor layer is not particularly limited as long as the desired porosity can be obtained. In the present invention, it is usually preferably in the range of 0.1% by mass to 30% by mass, particularly in the range of 0.5% by mass to 20% by mass with respect to the coating solution for forming an oxide semiconductor layer. Among them, the range of 1% by mass to 10% by mass is preferable.

このような樹脂としては、例えば、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂などのほか、ポリエチレングリコールのような多価アルコール類等を挙げることができる。   Examples of such resins include cellulose resins, polyester resins, polyamide resins, polyacrylate resins, polyacryl resins, polycarbonate resins, polyurethane resins, polyolefin resins, polyvinyl acetal resins, and fluorine resins. In addition to resins and polyimide resins, polyhydric alcohols such as polyethylene glycol can be used.

c.溶媒
本工程に用いられる酸化物半導体層形成用塗工液は、溶媒を含有しない塗工液であっても良く、溶媒を含有する塗工液であっても良い。酸化物半導体層形成用塗工液に溶媒を用いた場合には、上述した樹脂が溶解するものであり、かつ、上述した介在層形成用層の形成に使用する有機物が溶解しにくいものであれば特に限定はされない。具体的には、水またはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ターピネオール、ジクロロメタン、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル等の各種溶剤を挙げることができる。中でも、水ないしアルコール系の溶媒であることが好ましい。水またはアルコール系溶媒は、上記介在層形成用塗工液に用いられる有機溶媒と混合しないため、上記介在層形成用層と酸化物半導体層形成用層とが混合することを防止できるからである。
c. Solvent The coating liquid for forming an oxide semiconductor layer used in this step may be a coating liquid that does not contain a solvent, or may be a coating liquid that contains a solvent. When a solvent is used in the coating solution for forming an oxide semiconductor layer, the above-described resin dissolves, and the organic substance used to form the above-described intervening layer-forming layer is difficult to dissolve. There is no particular limitation. Specific examples include water or various solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propylene glycol monomethyl ether, terpineol, dichloromethane, acetone, acetonitrile, and ethyl acetate. Among these, water or an alcohol solvent is preferable. This is because water or an alcohol-based solvent is not mixed with the organic solvent used for the intervening layer forming coating solution, and thus can prevent the intervening layer forming layer and the oxide semiconductor layer forming layer from mixing. .

d.添加剤
また、本工程においては、上記酸化物半導体層形成用塗工液の塗工適性を向上させるために、各種添加剤を用いてもよい。例えば、添加剤としては、界面活性剤、粘度調整剤、分散助剤、pH調節剤等を用いることができるが、上記「(1)介在層形成用層形成工程」に用いられるものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、本工程においては、特に、分散助剤としてポリエチレングリコールを使用することが好ましい。ポリエチレングリコールの分子量を変えることで、分散液の粘度が調節可能となり、剥がれにくい酸化物半導体層の形成、酸化物半導体層の空孔率の調整等を行うことができるからである。
d. Additives In this step, various additives may be used in order to improve the coating suitability of the coating solution for forming an oxide semiconductor layer. For example, as the additive, a surfactant, a viscosity modifier, a dispersion aid, a pH adjuster, and the like can be used. Since there is, explanation here is omitted. In this step, it is particularly preferable to use polyethylene glycol as a dispersion aid. This is because, by changing the molecular weight of polyethylene glycol, the viscosity of the dispersion can be adjusted, and an oxide semiconductor layer that does not easily peel off can be formed, and the porosity of the oxide semiconductor layer can be adjusted.

(2−2)酸化物半導体層形成用層の形成方法
本工程において、上記酸化物半導体層形成用塗工液を上記介在層形成用層上に塗布する方法としては、公知の塗布方法であれば特に限定はされないが、具体的には、上記「(1)介在層形成用層形成工程」の中に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
(2-2) Method for Forming Oxide Semiconductor Layer Forming Layer In this step, the method for coating the oxide semiconductor layer forming coating liquid on the intervening layer forming layer may be a known coating method. Although not particularly limited, it is specifically the same as that described in “(1) Layer forming step for forming an intervening layer”, and therefore the description thereof is omitted here.

(2−3)酸化物半導体層形成用層
本工程により得られる酸化物半導体層形成用層の膜厚としては、最終的に酸化物半導体層として形成された際に、光照射により色素増感剤により生じた電荷を伝導する機能を充分に得ることができるのであれば特に限定はされない。例えば、後述する焼成工程において多孔質体として形成された際に、後述する「(3)焼成工程」の中に記載した膜厚となるように調整して決定することが好ましい。具体的には、1μm〜65μmの範囲内、中でも、5μm〜30μmの範囲内であることが好ましい。
(2-3) Oxide semiconductor layer forming layer The film thickness of the oxide semiconductor layer forming layer obtained in this step is dye sensitization by light irradiation when it is finally formed as an oxide semiconductor layer. There is no particular limitation as long as the function of conducting charges generated by the agent can be sufficiently obtained. For example, when it is formed as a porous body in a firing step described later, it is preferably adjusted and determined so as to have the film thickness described in “(3) firing step” described later. Specifically, it is preferably in the range of 1 μm to 65 μm, and more preferably in the range of 5 μm to 30 μm.

(3)焼成工程
次いで、本発明における焼成工程について説明する。本発明における焼成工程は、上記介在層形成用層および酸化物半導体層形成用層を焼成することにより多孔質体とし、介在層および酸化物半導体層を形成する工程である。本工程により、連通孔を有する多孔質体として形成された介在層および酸化物半導体層を形成することができる。
(3) Firing step Next, the firing step in the present invention will be described. The firing step in the present invention is a step of forming the intervening layer and the oxide semiconductor layer by firing the intervening layer forming layer and the oxide semiconductor layer forming layer into a porous body. By this step, an intervening layer and an oxide semiconductor layer formed as a porous body having communication holes can be formed.

上記焼成工程における焼成温度は、上記介在層形成用層および上記酸化物半導体層形成用層中に含まれる有機物および樹脂を熱分解できる範囲内であれば特に限定されないが、通常、300℃〜700℃の範囲内であることが好ましく、特に、350℃〜600℃の範囲内であることが好ましい。本発明においては、耐熱性に優れた耐熱基板を用いていることから、上記範囲の高温域での焼成が可能であり、介在層および酸化物半導体層において金属酸化物半導体微粒子間の結着性良く形成することができるからである。   The firing temperature in the firing step is not particularly limited as long as it is within a range in which the organic matter and the resin contained in the intervening layer forming layer and the oxide semiconductor layer forming layer can be thermally decomposed. It is preferable to be within the range of ° C., and it is particularly preferable to be within the range of 350 ° C. to 600 ° C. In the present invention, since a heat-resistant substrate having excellent heat resistance is used, firing in a high temperature range within the above range is possible, and the binding property between the metal oxide semiconductor fine particles in the intervening layer and the oxide semiconductor layer. It is because it can form well.

また、本工程において、介在層形成用層および酸化物半導体層形成用層を焼成する際の加熱方法としては、加熱ムラなく一様に介在層形成用層および酸化物半導体層形成用層を焼成できる方法であれば特に限定はされない。具体的には、公知の加熱方法を用いることができる。   In this step, as a heating method for firing the intermediate layer forming layer and the oxide semiconductor layer forming layer, the intermediate layer forming layer and the oxide semiconductor layer forming layer are uniformly fired without heating unevenness. There is no particular limitation as long as it can be performed. Specifically, a known heating method can be used.

また、本工程により多孔質体として形成された介在層および酸化物半導体層の膜厚や膜厚比は、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、3.多孔質層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。   In addition, the film thickness and film thickness ratio of the intervening layer and the oxide semiconductor layer formed as a porous body by this step are the same as those described in “3. Since it is the same as that described in the paragraph of the porous layer, the description here is omitted.

(4)第1透明電極層形成工程
次に、本発明における第1透明電極層形成工程について説明する。本発明における第1透明電極層形成工程は、上記酸化物半導体層上に第1透明電極層からなる第1透明電極層を形成する工程である。
(4) First Transparent Electrode Layer Forming Step Next, the first transparent electrode layer forming step in the present invention will be described. The 1st transparent electrode layer formation process in this invention is a process of forming the 1st transparent electrode layer which consists of a 1st transparent electrode layer on the said oxide semiconductor layer.

このような第1透明電極層を形成する方法としては、上記酸化物半導体層上に均質な第1透明電極層を形成する方法であれば、特に限定されるものではなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のPVD法およびプラズマCVD、熱CVD、大気圧CVD等のCVD法等の乾式成膜法、およびスプレー熱分解法等を挙げることができる。中でも、本発明においては、スプレー熱分解法が好ましい。上記スプレー熱分解法は大気プロセスであるため低コストであり、さらに、後述する第2透明電極層形成工程において同様にスプレー熱分解法を行う場合に、工程の簡略化を図ることが容易だからである。   The method for forming the first transparent electrode layer is not particularly limited as long as it is a method for forming a homogeneous first transparent electrode layer on the oxide semiconductor layer. For example, a vacuum deposition method is used. Examples thereof include PVD methods such as sputtering method and ion plating method, dry film forming methods such as CVD methods such as plasma CVD, thermal CVD, and atmospheric pressure CVD, and spray pyrolysis methods. Of these, the spray pyrolysis method is preferred in the present invention. This is because the spray pyrolysis method is an atmospheric process, so it is low-cost. Further, when the spray pyrolysis method is similarly performed in the second transparent electrode layer forming step described later, it is easy to simplify the process. is there.

(4−1)スプレー熱分解法
本工程におけるスプレー熱分解法について説明する。本工程におけるスプレー熱分解法は、具体的には、上記酸化物半導体層を第1透明電極層形成温度以上の温度に加熱し、第1金属酸化物が有する金属元素を含む、金属塩または金属錯体が溶解した第1透明電極層形成用塗工液と接触させることにより、上記酸化物半導体層上に第1透明電極層を形成する方法である。
(4-1) Spray pyrolysis method The spray pyrolysis method in this step will be described. Specifically, the spray pyrolysis method in this step includes heating the oxide semiconductor layer to a temperature equal to or higher than the first transparent electrode layer formation temperature, and including a metal salt or metal containing the metal element contained in the first metal oxide. In this method, the first transparent electrode layer is formed on the oxide semiconductor layer by contacting with the first transparent electrode layer forming coating solution in which the complex is dissolved.

なお、本発明において、「第1透明電極層形成温度」とは、後述する第1透明電極層形成用塗工液に含まれる金属元素が酸素と結合し、第1透明電極層を構成する金属酸化物膜を形成することが可能な温度をいい、金属塩または金属錯体(以下、これらを金属源という場合がある。)が溶解してなる金属イオン等の種類、第1透明電極層形成用塗工液の組成等によって大きく異なるものである。本工程において、このような「第1透明電極層形成温度」は、以下の方法により測定することができる。すなわち、実際に所望の金属源が溶解した第1透明電極層形成用塗工液を用意し、上記酸化物半導体層の加熱温度を変化させて接触させることにより、第1透明電極層を構成する金属酸化物膜を形成することができる最低の加熱温度を測定する。この最低の加熱温度を本発明における「第1透明電極層形成温度」とすることができる。この際、金属酸化物膜が形成したか否かは、通常、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)より得られた結果から判断し、結晶性のないアモルファス膜の場合は、光電子分光分析装置(V.G.Scientific社製、ESCALAB 200i−XL)より得られた結果から判断するものとする。   In the present invention, the “first transparent electrode layer forming temperature” means a metal constituting the first transparent electrode layer by combining a metal element contained in a first transparent electrode layer forming coating liquid described later with oxygen. This refers to the temperature at which an oxide film can be formed. Kinds of metal ions, etc. formed by dissolving metal salts or metal complexes (hereinafter sometimes referred to as metal sources), for forming the first transparent electrode layer It varies greatly depending on the composition of the coating solution. In this step, such “first transparent electrode layer forming temperature” can be measured by the following method. That is, a first transparent electrode layer is prepared by preparing a first transparent electrode layer-forming coating solution in which a desired metal source is actually dissolved, and changing the heating temperature of the oxide semiconductor layer to make contact. The lowest heating temperature at which the metal oxide film can be formed is measured. This minimum heating temperature can be used as the “first transparent electrode layer forming temperature” in the present invention. At this time, whether or not the metal oxide film is formed is usually judged from the result obtained from an X-ray diffraction apparatus (Rigaku, RINT-1500). In the case of an amorphous film having no crystallinity, photoelectron spectroscopy is performed. It shall judge from the result obtained from the analyzer (the product made by VG Scientific, ESCALAB 200i-XL).

a.第1透明電極層形成用塗工液
上記スプレー熱分解法に用いられる第1透明電極層形成用塗工液について説明する。上記スプレー熱分解法に用いられる第1透明電極層形成用塗工液は、第1透明電極層を構成する金属元素を有する金属源が溶媒に溶解したものである。上記第1透明電極層形成用塗工液が、酸化剤および還元剤の少なくとも一方を含有することが好ましい。酸化剤および還元剤の少なくとも一方を含有させることにより、より低い加熱温度で第1透明電極層を得ることができるからである。
a. First Transparent Electrode Layer Forming Coating Liquid The first transparent electrode layer forming coating liquid used in the spray pyrolysis method will be described. The first transparent electrode layer forming coating solution used in the spray pyrolysis method is obtained by dissolving a metal source having a metal element constituting the first transparent electrode layer in a solvent. The first transparent electrode layer forming coating solution preferably contains at least one of an oxidizing agent and a reducing agent. This is because the first transparent electrode layer can be obtained at a lower heating temperature by containing at least one of the oxidizing agent and the reducing agent.

i)金属源
上記スプレー熱分解法に用いられる金属源は、第1金属酸化物が有する金属元素を有するものであれば、金属塩であっても良く、金属錯体であっても良い。なお、本発明における「金属錯体」とは、金属イオンに対して無機物または有機物が配位したもの、あるいは、分子中に金属−炭素結合を有する、いわゆる有機金属化合物を含むものである。
i) Metal source The metal source used in the spray pyrolysis method may be a metal salt or a metal complex as long as it has the metal element contained in the first metal oxide. The “metal complex” in the present invention includes a metal ion coordinated with an inorganic substance or an organic substance, or a so-called organometallic compound having a metal-carbon bond in the molecule.

上記金属源の第1透明電極層形成用塗工液に対する濃度は、第1透明電極層を得ることができる濃度であれば特に限定されるものではないが、金属源が金属塩の場合、通常0.001〜1mol/lであり、中でも0.01〜0.5mol/lであることが好ましく、金属源が金属錯体である場合、通常0.001〜1mol/lであり、中でも0.01〜0.5mol/lであることが好ましい。濃度が上記範囲に満たない場合は、第1透明電極層の形成に時間がかかりすぎる可能性があり、濃度が上記範囲を超える場合は、均一な膜厚の第1透明電極層を得ることができない可能性があるからである。   The concentration of the metal source with respect to the first transparent electrode layer forming coating solution is not particularly limited as long as it is a concentration capable of obtaining the first transparent electrode layer, but usually when the metal source is a metal salt. 0.001-1 mol / l, preferably 0.01-0.5 mol / l. When the metal source is a metal complex, it is usually 0.001-1 mol / l. It is preferable that it is -0.5 mol / l. If the concentration is less than the above range, it may take too much time to form the first transparent electrode layer. If the concentration exceeds the above range, a first transparent electrode layer having a uniform thickness can be obtained. This is because it may not be possible.

上記第1透明電極層を構成する金属元素としては、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、1.第1透明電極層、(1)第1金属酸化物の項に記載した、金属酸化物が有するものであるため、ここでの説明は省略する。   Examples of the metal element constituting the first transparent electrode layer include those described in 1. A. Laminate for Dye-Sensitized Solar Cell. Since the metal oxide described in the section of the first transparent electrode layer and (1) the first metal oxide has, description thereof is omitted here.

また、上記第1金属酸化物が有する金属元素を与える金属塩としては、例えば、上記金属元素を含む塩化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩、リン酸塩、臭素酸塩等を挙げることができる。中でも、本発明においては、塩化物、硝酸塩、酢酸塩を使用することが好ましい。これらの化合物は汎用品として入手が容易だからである。   Examples of the metal salt that gives the metal element included in the first metal oxide include chlorides, nitrates, sulfates, perchlorates, acetates, phosphates, bromates, and the like containing the metal elements. Can be mentioned. Among these, in the present invention, it is preferable to use chloride, nitrate, and acetate. This is because these compounds are easily available as general-purpose products.

また、上記スプレー熱分解法においては、第1透明電極層形成用塗工液が、上記金属源を2種類以上含有していても良い。第1金属酸化物をFTOとする場合は、フッ素のドーピング源としては、所望の温度で熱分解するフッ素化合物であれば特に限られないが、本発明においては、フッ化アンモニウム(NHF)を好適に用いることができる。また、スズの原料としては、塩化すず(II)のような塩化物やその他硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩、リン酸塩、臭素酸塩等を挙げることができるが、中でも塩化物、硝酸塩、酢酸塩が好ましい。 In the spray pyrolysis method, the first transparent electrode layer forming coating solution may contain two or more kinds of the metal sources. When the first metal oxide is FTO, the fluorine doping source is not particularly limited as long as it is a fluorine compound that is thermally decomposed at a desired temperature. In the present invention, ammonium fluoride (NH 4 F) is used. Can be suitably used. Examples of tin raw materials include chlorides such as tin (II) chloride and other nitrates, sulfates, perchlorates, acetates, phosphates, bromates, etc. Products, nitrates and acetates are preferred.

ii)酸化剤
上記スプレー熱分解法に用いられる酸化剤は、上述した金属源が溶解してなる金属イオン等の酸化を促進する働きを有するものである。金属イオン等の価数を変化させることにより、第1透明電極層(金属酸化物膜)の発生しやすい環境とすることができ、より低い加熱温度で第1透明電極層を得ることができる。
ii) Oxidizing agent The oxidizing agent used in the spray pyrolysis method has a function of promoting the oxidation of metal ions and the like formed by dissolving the above-described metal source. By changing the valence of metal ions or the like, an environment in which the first transparent electrode layer (metal oxide film) is easily generated can be obtained, and the first transparent electrode layer can be obtained at a lower heating temperature.

このような酸化剤の濃度としては、より低い加熱温度で第2透明電極層を得ることができる濃度であれば特に限定されるものではないが、通常0.001〜1mol/lであり、中でも0.01〜0.1mol/lであることが好ましい。濃度が上記範囲に満たない場合は、酸化剤が効果を発揮しない可能性があり、濃度が上記範囲を超える場合は、得られる効果に大差が見られず、コスト上好ましくないからである。   The concentration of such an oxidizing agent is not particularly limited as long as it is a concentration capable of obtaining the second transparent electrode layer at a lower heating temperature, but is usually 0.001 to 1 mol / l, It is preferable that it is 0.01-0.1 mol / l. This is because if the concentration is less than the above range, the oxidizing agent may not exhibit the effect, and if the concentration exceeds the above range, the obtained effect is not greatly different and is not preferable in terms of cost.

また、このような酸化剤としては、後述する溶媒に溶解し、上記金属イオン等の酸化を促進することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、過酸化水素、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、酸化銀、二クロム酸、過マンガン酸カリウム等が挙げられ、中でも過酸化水素、亜硝酸ナトリウムを使用することが好ましい。   The oxidizing agent is not particularly limited as long as it can be dissolved in a solvent described later and promote the oxidation of the metal ions and the like. Examples thereof include sodium, potassium nitrite, sodium bromate, potassium bromate, silver oxide, dichromic acid, potassium permanganate and the like. Among them, hydrogen peroxide and sodium nitrite are preferably used.

iii)還元剤
上記スプレー熱分解法に用いられる還元剤は、分解反応により電子を放出し、水の電気分解等によって水酸化物イオンを発生させ、上記第1透明電極層形成用塗工液のpHを上げる働きを有するものである。上記第1透明電極層形成用塗工液のpHが上昇することで、第2透明電極層(金属酸化物膜)の発生しやすい環境とすることができ、より低い加熱温度で第2透明電極層を得ることができる。
iii) Reducing agent The reducing agent used in the spray pyrolysis method emits electrons by a decomposition reaction and generates hydroxide ions by water electrolysis or the like, and the first transparent electrode layer-forming coating solution. It has a function of raising the pH. When the pH of the first transparent electrode layer forming coating solution is increased, the second transparent electrode layer (metal oxide film) can be easily generated and the second transparent electrode can be formed at a lower heating temperature. A layer can be obtained.

このような還元剤の濃度としては、より低い加熱温度で第1透明電極層を得ることができる濃度であれば特に限定されるものではないが、金属源が金属塩の場合、通常0.001〜1mol/lであり、中でも0.01〜0.1mol/lであることが好ましく、金属源が金属錯体である場合、通常0.001〜1mol/lであり、中でも0.01〜0.1mol/lであることが好ましい。濃度が上記範囲に満たない場合は、還元剤が効果を発揮しない可能性があり、濃度が上記範囲を超える場合は、得られる効果に大差が見られず、コスト上好ましくないからである。   The concentration of such a reducing agent is not particularly limited as long as the first transparent electrode layer can be obtained at a lower heating temperature. However, when the metal source is a metal salt, the concentration is usually 0.001. 1 to 1 mol / l, preferably 0.01 to 0.1 mol / l. When the metal source is a metal complex, it is usually 0.001 to 1 mol / l, and particularly 0.01 to 0.1 mol / l. It is preferably 1 mol / l. This is because when the concentration is less than the above range, the reducing agent may not exhibit an effect, and when the concentration exceeds the above range, a large difference is not seen in the obtained effect, which is not preferable in terms of cost.

また、このような還元剤としては、後述する溶媒に溶解し、分解反応により電子を放出することができるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ボラン−tert−ブチルアミン錯体、ボラン−N,Nジエチルアニリン錯体、ボラン−ジメチルアミン錯体、ボラン−トリメチルアミン錯体等のボラン系錯体、水酸化シアノホウ素ナトリウム、水酸化ホウ素ナトリウム等を挙げることができ、中でもボラン系錯体を使用することが好ましい。   Further, such a reducing agent is not particularly limited as long as it can be dissolved in a solvent described later and can emit electrons by a decomposition reaction. For example, a borane-tert-butylamine complex, Examples include borane complexes such as borane-N, N diethylaniline complex, borane-dimethylamine complex, borane-trimethylamine complex, sodium cyanoborohydride, sodium borohydride, etc., among which borane complex is used. Is preferred.

また、本工程においては、還元剤と上述した酸化剤とを組み合わせて使用しても、第1透明電極層(金属酸化物膜)を形成しやすい環境にすることができる。このような還元剤および酸化剤の組合せとしては、特に限定されるものではないが、例えば、過酸化水素または亜硝酸ナトリウムと任意の還元剤との組合せ、任意の酸化剤とボラン系錯体との組合せ等が挙げられ、中でも、過酸化水素とボラン系錯体との組合せが好ましい。   Moreover, in this process, even if it uses combining a reducing agent and the oxidizing agent mentioned above, it can be set as the environment where a 1st transparent electrode layer (metal oxide film) is easy to form. Such a combination of a reducing agent and an oxidizing agent is not particularly limited. For example, a combination of hydrogen peroxide or sodium nitrite and an arbitrary reducing agent, or an arbitrary oxidizing agent and a borane complex. The combination etc. are mentioned, Especially, the combination of hydrogen peroxide and a borane-type complex is preferable.

iv)添加剤
上記スプレー熱分解法に用いられる第2透明電極層形成用塗工液は、添加剤を含有していても良い。このような添加剤としては、補助イオン源や界面活性剤等が挙げられる。上記補助イオン源は、電子と反応し水酸化物イオンを発生するものであり、第1透明電極層形成用塗工液のpHを上昇させ、第1透明電極層の形成しやすい環境とすることができる。また、上記補助イオン源の使用量は、使用する金属塩や還元剤に合わせて適宜選択して使用することが好ましい。このような補助イオン源としては、具体的には、塩素酸イオン、過塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、次亜塩素酸イオン、臭素酸イオン、次臭素酸イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンからなる群から選択されるイオン種等を挙げることができる。
iv) Additive The second transparent electrode layer forming coating solution used in the spray pyrolysis method may contain an additive. Examples of such additives include auxiliary ion sources and surfactants. The auxiliary ion source reacts with electrons to generate hydroxide ions, and raises the pH of the first transparent electrode layer forming coating solution so that the first transparent electrode layer can be easily formed. Can do. The amount of the auxiliary ion source used is preferably selected and used in accordance with the metal salt and reducing agent used. Specific examples of such auxiliary ion sources include chlorate ions, perchlorate ions, chlorite ions, hypochlorite ions, bromate ions, hypobromate ions, nitrate ions, and nitrite ions. Ionic species selected from the group consisting of

また、上記界面活性剤は、第1透明電極層形成用塗工液と酸化物半導体層との界面に作用し、第1透明電極層表面に金属酸化物膜が生成し易くする働きを有するものである。上記界面活性剤の使用量は、使用する金属塩や還元剤に合わせて適宜選択して使用することが好ましい。このような界面活性剤は、具体的にはサーフィノール485、サーフィノールSE、サーフィノールSE−F、サーフィノール504、サーフィノールGA、サーフィノール104A、サーフィノール104BC、サーフィノール104PPM、サーフィノール104E、サーフィノール104PA等のサーフィノールシリーズ(以上、全て日信化学工業(株)社製)、NIKKOL AM301、NIKKOL AM313ON(以上、全て日光ケミカル社製)等を挙げることができる。   The surfactant acts on the interface between the first transparent electrode layer forming coating solution and the oxide semiconductor layer, and has a function of easily forming a metal oxide film on the surface of the first transparent electrode layer. It is. The amount of the surfactant used is preferably appropriately selected according to the metal salt and reducing agent to be used. Such surfactants are specifically Surfinol 485, Surfinol SE, Surfinol SE-F, Surfinol 504, Surfinol GA, Surfinol 104A, Surfinol 104BC, Surfinol 104PPM, Surfinol 104E, Surfynol series such as Surfinol 104PA (all manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), NIKKOL AM301, NIKKOL AM313ON (all manufactured by Nikko Chemical Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

v)溶媒
上記第1透明電極層形成用塗工液に用いられる溶媒は、上述した金属源を溶解することができるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、金属源が金属塩の場合は、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロパノール、ブタノール等の総炭素数が5以下の低級アルコール、トルエン、およびこれらの混合溶媒等を挙げることができ、金属源が金属錯体の場合は、上述した低級アルコール、トルエン、およびこれらの混合溶媒を挙げることができる。
v) Solvent The solvent used in the first transparent electrode layer forming coating solution is not particularly limited as long as it can dissolve the above-described metal source. For example, the metal source is a metal. In the case of a salt, water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propanol, butanol and the like can be exemplified by lower alcohols having a total carbon number of 5 or less, toluene, and mixed solvents thereof. When the metal source is a metal complex Can include the above-mentioned lower alcohols, toluene, and mixed solvents thereof.

b.第1透明電極層形成用塗工液と酸化物半導体層との接触方法
次に、上記スプレー熱分解法における第1透明電極層形成用塗工液と酸化物半導体層との接触方法について説明する。上記スプレー熱分解法における接触方法は、上述した第1透明電極層形成用塗工液と、上述した酸化物半導体層とを接触させる方法であれば、特に限定されるものではないが、上記第1透明電極層形成用塗工液と上記酸化物半導体層とが接触する際に、加熱された酸化物半導体層の温度を低下させない方法であることが好ましい。酸化物半導体層の温度が低下すると所望の第1透明電極層を得ることができない可能性があるからである。
b. Next, a contact method between the first transparent electrode layer forming coating solution and the oxide semiconductor layer in the spray pyrolysis method will be described. . The contact method in the spray pyrolysis method is not particularly limited as long as it is a method of bringing the first transparent electrode layer forming coating liquid and the oxide semiconductor layer into contact with each other. When the coating solution for forming 1 transparent electrode layer and the oxide semiconductor layer are in contact with each other, it is preferable that the temperature of the heated oxide semiconductor layer is not lowered. This is because if the temperature of the oxide semiconductor layer is lowered, a desired first transparent electrode layer may not be obtained.

このような温度を低下させない方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、液滴として上記第1透明電極層形成用塗工液を噴霧することにより上記酸化物半導体層に接触させる方法、上記第1透明電極層形成用塗工液をミスト状にした空間の中に上記酸化物半導体層を通過させる方法等が挙げられる。   A method for not lowering the temperature is not particularly limited. For example, a method of bringing the oxide semiconductor layer into contact with the first transparent electrode layer by spraying the first transparent electrode layer forming coating liquid as droplets. And a method of passing the oxide semiconductor layer through a space in which the first transparent electrode layer forming coating solution is mist-shaped.

上記第1透明電極層形成用塗工液を噴霧することにより接触させる方法は、特に限定されるものではないが、例えばスプレー装置等を用いて噴霧する方法等が挙げられる。このような方法としては、例えば、酸化物半導体層を第1透明電極層形成温度以上の温度まで加熱し、スプレー装置を用いて第1透明電極層形成用塗工液を噴霧することにより、第1透明電極層を形成する方法等を挙げることができる。   Although the method of making it contact by spraying the said coating liquid for 1st transparent electrode layer formation is not specifically limited, For example, the method of spraying using a spray apparatus etc. is mentioned. As such a method, for example, the oxide semiconductor layer is heated to a temperature equal to or higher than the first transparent electrode layer forming temperature, and the first transparent electrode layer forming coating liquid is sprayed using a spray device, thereby Examples thereof include a method of forming one transparent electrode layer.

上記スプレー装置を用いて噴霧する場合、液滴の径は、通常0.1〜1000μm、中でも0.5〜300μmであることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、温度の低下を抑制することができ、均一な第1透明電極層を得ることができるからである。また、上記スプレー装置の噴射ガスとしては、例えば、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、酸素等を挙げることができる。また、上記噴射ガスの噴射量としては、0.1〜50l/min、中でも1〜20l/minであることが好ましい。   When spraying using the said spray apparatus, the diameter of a droplet is 0.1-1000 micrometers normally, It is preferable that it is 0.5-300 micrometers especially. This is because if the diameter of the droplet is within the above range, the temperature drop can be suppressed and a uniform first transparent electrode layer can be obtained. Moreover, as spray gas of the said spray apparatus, air, nitrogen, argon, helium, oxygen etc. can be mentioned, for example. In addition, the injection amount of the injection gas is preferably 0.1 to 50 l / min, and more preferably 1 to 20 l / min.

一方、上述した第1透明電極層形成用塗工液をミスト状にした空間の中に、酸化物半導体層を通過させる方法としては、例えば第1透明電極層形成用塗工液をミスト状にした空間に、第1透明電極層形成温度以上の温度まで加熱された酸化物半導体層を通過させることにより第1透明電極層を形成する方法を挙げることができる。このような方法においては、液滴の径は、通常0.1〜300μm、中でも1〜100μmであることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、酸化物半導体層の温度低下を抑制することができ、均一な第1透明電極層を得ることができるからである。   On the other hand, as a method for allowing the oxide semiconductor layer to pass through the space in which the first transparent electrode layer forming coating liquid is made mist, the first transparent electrode layer forming coating liquid is made mist, for example. A method of forming the first transparent electrode layer by passing an oxide semiconductor layer heated to a temperature equal to or higher than the first transparent electrode layer forming temperature through the space. In such a method, the diameter of the droplet is usually 0.1 to 300 μm, and preferably 1 to 100 μm. This is because when the diameter of the droplet is within the above range, the temperature drop of the oxide semiconductor layer can be suppressed, and a uniform first transparent electrode layer can be obtained.

また、上記スプレー熱分解法においては、上記第1透明電極層形成用塗工液と加熱された酸化物半導体層とを接触させる際、上記酸化物半導体層は、「第1透明電極層形成温度」以上の温度まで加熱される。このような「第1透明電極層形成温度」は、金属源が溶解してなる金属イオン等の種類、第1透明電極層形成用塗工液の組成等によって大きく異なるものであるが、通常350℃〜600℃の範囲内とすることができ、中でも、380℃〜550℃の範囲内であることが好ましい。   Further, in the spray pyrolysis method, when the first transparent electrode layer forming coating solution and the heated oxide semiconductor layer are brought into contact with each other, the oxide semiconductor layer has a “first transparent electrode layer forming temperature”. It is heated to a temperature above that. Such “first transparent electrode layer forming temperature” varies greatly depending on the type of metal ions and the like formed by dissolving the metal source, the composition of the first transparent electrode layer forming coating solution, and the like. It can be set within the range of from 380C to 600C, and it is particularly preferable to be within the range of from 380C to 550C.

また、このような加熱方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ホットプレート、オーブン、焼成炉、赤外線ランプ、熱風送風機等の加熱方法を挙げることができ、中でも酸化物半導体層の温度を上記温度に保持しながら第1透明電極層形成用塗工液に接触できる方法が好ましく、具体的にはホットプレート等を使用することが好ましい。   In addition, the heating method is not particularly limited, and examples thereof include a heating method such as a hot plate, an oven, a baking furnace, an infrared lamp, and a hot air blower. A method capable of contacting the first transparent electrode layer forming coating solution while maintaining the temperature at the above temperature is preferable, and specifically, a hot plate or the like is preferably used.

(5)第2透明電極層形成工程
次に、本発明における第2透明電極層形成工程について説明する。本発明における第2透明電極層形成工程は、上記第1透明電極層上に第2透明電極層を設ける工程である。
(5) Second Transparent Electrode Layer Forming Step Next, the second transparent electrode layer forming step in the present invention will be described. The second transparent electrode layer forming step in the present invention is a step of providing a second transparent electrode layer on the first transparent electrode layer.

本工程において、記第1透明電極層上に第2透明電極層を設ける方法としては、導電性に優れ、均質な第2透明電極層を形成することができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のPVD法およびプラズマCVD、熱CVD、大気圧CVD等のCVD法等の乾式成膜法、およびスプレー熱分解法等を挙げることができ、中でも、本発明においては、スプレー熱分解法が好ましい。より良好な緻密性を有する第2透明電極層を形成することができるからである。   In this step, the method of providing the second transparent electrode layer on the first transparent electrode layer is not particularly limited as long as it is a method that is excellent in conductivity and can form a homogeneous second transparent electrode layer. Instead, for example, PVD methods such as vacuum deposition, sputtering, and ion plating, and dry film formation methods such as plasma CVD, thermal CVD, and atmospheric pressure CVD, and spray pyrolysis, etc. Among them, the spray pyrolysis method is preferable in the present invention. This is because a second transparent electrode layer having better denseness can be formed.

(5−1)スプレー熱分解法
本工程におけるスプレー熱分解法について説明する。本工程におけるスプレー熱分解法は、具体的には、上記第1透明電極層を第2透明電極層形成温度以上の温度に加熱し、第2金属酸化物が有する金属元素を含む金属塩または金属錯体が溶解した第2透明電極層形成用塗工液と接触させることにより、上記第1透明電極層上に第2透明電極層を形成する方法である。
(5-1) Spray pyrolysis method The spray pyrolysis method in this step will be described. Specifically, in the spray pyrolysis method in this step, the first transparent electrode layer is heated to a temperature equal to or higher than the second transparent electrode layer formation temperature, and a metal salt or metal containing a metal element contained in the second metal oxide In this method, the second transparent electrode layer is formed on the first transparent electrode layer by contacting with the coating solution for forming the second transparent electrode layer in which the complex is dissolved.

なお、本発明において、「第2透明電極層形成温度」とは、後述する第2透明電極層形成用塗工液に含まれる金属元素が酸素と結合し、第1透明電極層を構成する金属酸化物膜を形成することが可能な温度をいい、金属源が溶解してなる金属イオン等の種類、第2透明電極層形成用塗工液の組成等によって大きく異なるものである。
また、このような「第2透明電極層形成温度」は、実際に所望の金属源が溶解した第2透明電極層形成用塗工液を用意することによって、上記「(4).第1透明電極層形成工程」に記載した測定方法と同様の方法により求めることができる。
In the present invention, the “second transparent electrode layer forming temperature” means a metal constituting the first transparent electrode layer by combining a metal element contained in a second transparent electrode layer forming coating liquid described later with oxygen. The temperature at which the oxide film can be formed refers to a temperature that varies greatly depending on the type of metal ion or the like in which the metal source is dissolved, the composition of the second transparent electrode layer forming coating solution, and the like.
In addition, such “second transparent electrode layer forming temperature” is obtained by preparing a coating solution for forming a second transparent electrode layer in which a desired metal source is actually dissolved. It can be determined by the same method as the measurement method described in “Electrode layer forming step”.

a.第2透明電極層形成用塗工液
上記スプレー熱分解法に用いられる第2透明電極層形成用塗工液について説明する。上記スプレー熱分解法に用いられる第2透明電極層形成用塗工液は、第2金属酸化物が有する金属元素を含む、金属塩または金属錯体が溶媒に溶解したものである。また、上記スプレー熱分解法においては、上記第2透明電極層形成用塗工液が、酸化剤および還元剤の少なくとも一方を含有することが好ましい。酸化剤および還元剤の少なくとも一方を含有させることにより、より低い加熱温度で第2透明電極層を得ることができるからである。
a. Second Transparent Electrode Layer Forming Coating Liquid The second transparent electrode layer forming coating liquid used in the spray pyrolysis method will be described. The second transparent electrode layer forming coating solution used in the spray pyrolysis method is a solution in which a metal salt or metal complex containing a metal element contained in the second metal oxide is dissolved in a solvent. In the spray pyrolysis method, the second transparent electrode layer forming coating solution preferably contains at least one of an oxidizing agent and a reducing agent. This is because the second transparent electrode layer can be obtained at a lower heating temperature by containing at least one of the oxidizing agent and the reducing agent.

i)金属源
上記スプレー熱分解法に用いられる金属源は、第2金属酸化物が有する金属元素を含むものであれば特に限定されず、金属塩であっても良く、金属錯体であっても良い。
i) Metal source The metal source used in the spray pyrolysis method is not particularly limited as long as it contains the metal element contained in the second metal oxide, and may be a metal salt or a metal complex. good.

また、上記金属源の第2透明電極層形成用塗工液に対する濃度は、第2透明電極層を得ることができる濃度であれば特に限定されるものではないが、金属源が金属塩の場合、通常0.001〜1mol/lであり、中でも0.01〜0.5mol/lであることが好ましく、金属源が金属錯体である場合、通常0.001〜1mol/lであり、中でも0.01〜0.5mol/lであることが好ましい。濃度が上記範囲に満たない場合は、第2透明電極層の形成に時間がかかりすぎる可能性があり、濃度が上記範囲を超える場合は、均一な膜厚の第2透明電極層を得ることができない可能性があるからである。   In addition, the concentration of the metal source with respect to the second transparent electrode layer forming coating solution is not particularly limited as long as it is a concentration capable of obtaining the second transparent electrode layer, but the metal source is a metal salt. In general, it is 0.001-1 mol / l, preferably 0.01-0.5 mol / l. When the metal source is a metal complex, it is usually 0.001-1 mol / l, especially 0. It is preferable that it is 0.01-0.5 mol / l. When the concentration is less than the above range, it may take too much time to form the second transparent electrode layer. When the concentration exceeds the above range, a second transparent electrode layer having a uniform film thickness can be obtained. This is because it may not be possible.

上記第2透明電極層を構成する金属元素としては、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、2.第2透明電極層、(1)第2金属酸化物の項に記載した金属酸化物が有するものであるため、ここでの説明は省略する。   Examples of the metal element constituting the second transparent electrode layer are those described in “2. A. Dye-sensitized solar cell laminate”. Since the metal oxide described in the section of the second transparent electrode layer and (1) the second metal oxide has, description thereof is omitted here.

第2金属酸化物がITOの場合、金属源としては、トリス(アセチルアセトナート)インジウム(III)、2−エチルヘキサン酸インジウム(III)、テトラエチルすず、酸化ジブチルすず(IV)、トリシクロヘキシルすず(IV)ヒドロキシド等を用いることができる。
また、上記金属酸化物がZnOの場合、金属源としては、亜鉛アセチルアセトナート、乳酸亜鉛三水和物、サリチル酸亜鉛三水和物、ステアリン酸亜鉛等を用いることができる。
また、上記金属酸化物がFTOの場合、金属源としては、テトラエチルすず、酸化ジブチルすず(IV)、トリシクロヘキシルすず(IV)ヒドロキシド等を用いることができ、フッ素ドーピング剤としてはフッ化アンモニウム等を用いることができる。
また、上記金属酸化物がATOの場合、金属源としては、アンチモン(III)ブトキシド、アンチモン(III)エトキシド、テトラエチルすず、酸化ジブチルすず(IV)、トリシクロヘキシルすず(IV)ヒドロキシド等を用いることができる。
また、上記金属酸化物がSnO(TO)の場合、金属源としては、テトラエチルすず、酸化ジブチルすず(IV)、トリシクロヘキシルすず(IV)ヒドロキシド等を用いることができる。
When the second metal oxide is ITO, metal sources include tris (acetylacetonate) indium (III), 2-ethylhexanoate indium (III), tetraethyltin, dibutyltin oxide (IV), tricyclohexyltin ( IV) Hydroxide and the like can be used.
When the metal oxide is ZnO, zinc acetylacetonate, zinc lactate trihydrate, zinc salicylate trihydrate, zinc stearate, or the like can be used as the metal source.
When the metal oxide is FTO, tetraethyltin, dibutyltin oxide (IV), tricyclohexyltin (IV) hydroxide, or the like can be used as the metal source, and ammonium fluoride or the like can be used as the fluorine doping agent. Can be used.
When the metal oxide is ATO, antimony (III) butoxide, antimony (III) ethoxide, tetraethyltin, dibutyltin oxide (IV), tricyclohexyltin (IV) hydroxide, etc. should be used as the metal source. Can do.
When the metal oxide is SnO 2 (TO), tetraethyltin, dibutyltin oxide (IV), tricyclohexyltin (IV) hydroxide, or the like can be used as the metal source.

ii)酸化剤、還元剤および添加剤
上記スプレー分解法における第2透明電極層形成用塗工液に用いられる、酸化剤、還元剤、およびその他の添加剤については、上記「(4)第1透明電極層形成工程」の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
ii) Oxidizing agent, reducing agent, and additive The oxidizing agent, reducing agent, and other additives used in the second transparent electrode layer forming coating solution in the spray decomposition method are described in “(4) First Since it is the same as that described in the section “Transparent electrode layer forming step”, the description thereof is omitted here.

iii)溶媒
上記スプレー熱分解法に用いられる溶媒としては、上記「(4)第1透明電極層形成工程」に記載されたものと同様であるのでここでの説明は省略する。
iii) Solvent The solvent used in the spray pyrolysis method is the same as that described in the above “(4) First transparent electrode layer forming step”, and therefore description thereof is omitted here.

b.第2透明電極層形成用塗工液と第1透明電極層との接触方法
次に、上記スプレー熱分解法における第2透明電極層形成用塗工液と第1透明電極層との接触方法について説明する。上記スプレー熱分解法における接触方法は、上述した第2透明電極層形成用塗工液と、上述した第1透明電極層とを接触させる方法であれば、特に限定されるものではないが、具体的には、上記「(4)第1透明電極層形成工程」における方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
b. Next, a contact method between the second transparent electrode layer forming coating solution and the first transparent electrode layer. Next, a contact method between the second transparent electrode layer forming coating solution and the first transparent electrode layer in the spray pyrolysis method. explain. The contact method in the spray pyrolysis method is not particularly limited as long as it is a method of bringing the above-described second transparent electrode layer forming coating solution into contact with the above-described first transparent electrode layer. Since it is the same as the method in the above “(4) first transparent electrode layer forming step”, description thereof is omitted here.

また、上記スプレー熱分解法においては、上記第2透明電極層形成用塗工液と加熱された第1透明電極層とを接触させる際、上記第1透明電極層は、「第2透明電極層形成温度」以上の温度まで加熱される。このような「第2透明電極層形成温度」は、金属源が溶解してなる金属イオン等の種類、第2透明電極層形成用塗工液の組成等によって大きく異なるものであるが、第2透明電極層形成用塗工液に酸化剤および/または還元剤を加えない場合、通常400〜600℃の範囲内とすることができ、中でも、450〜550℃の範囲内であることが好ましい。一方、第1透明電極層形成用塗工液に酸化剤および/または還元剤を加える場合、通常150〜600℃の範囲内とすることができ、中でも、250〜400℃の範囲内であることが好ましい。また、特に、上記方法を用いてITO膜の第2透明電極層を形成する際には、通常300〜500℃の範囲内とすることが好ましく、中でも、350〜450℃の範囲内であることがより好ましい。   Further, in the spray pyrolysis method, when the second transparent electrode layer forming coating solution and the heated first transparent electrode layer are brought into contact with each other, the first transparent electrode layer is a “second transparent electrode layer”. It is heated to a temperature equal to or higher than the “forming temperature”. Such “second transparent electrode layer forming temperature” varies greatly depending on the type of metal ions and the like formed by dissolving the metal source, the composition of the second transparent electrode layer forming coating solution, and the like. When an oxidizing agent and / or a reducing agent is not added to the coating solution for forming a transparent electrode layer, it can usually be in the range of 400 to 600 ° C, and it is preferably in the range of 450 to 550 ° C. On the other hand, when adding an oxidizing agent and / or a reducing agent to the first transparent electrode layer forming coating solution, it can usually be in the range of 150 to 600 ° C, and in particular, in the range of 250 to 400 ° C. Is preferred. In particular, when the second transparent electrode layer of the ITO film is formed using the above method, it is usually preferably in the range of 300 to 500 ° C, and more preferably in the range of 350 to 450 ° C. Is more preferable.

2.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の製造方法
次に本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の製造方法について説明する。本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材は、上記色素増感型太陽電池用積層体の製造方法によって製造される色素増感型太陽電池用積層体の第2透明電極層上に、接着層を介して基材を形成する、基材形成工程により製造する。このような基材形成工程において基材を形成する方法としては、上記色素増感型太陽電池用積層体の製造方法によって製造される色素増感型太陽電池用積層体の第2透明電極層と、基材とを、接着層を介して密着性良く接合できる方法であれば特に限定されない。このような方法としては、予め基材上に熱可塑性樹脂からなる接着層を形成し、当該接着層を有する基材を、接着層と上記第2透明電極層とが接着するように配置した後、加熱して熱融着する方法(第一の方法)と、熱可塑性樹脂からなる熱溶融性フイルムを作製し、当該熱溶融性フイルムを介して、上記第2透明電極層と、基材とをラミネートする方法(第二の方法)とを挙げることができる。
2. Method for Producing Dye-Sensitized Solar Cell Substrate with Heat Resistant Substrate Next, a method for producing a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate of the present invention will be described. The substrate for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate of the present invention is on the second transparent electrode layer of the laminate for a dye-sensitized solar cell produced by the method for producing a laminate for a dye-sensitized solar cell. In addition, the substrate is formed by a substrate forming step in which a substrate is formed through an adhesive layer. As a method of forming a base material in such a base material forming step, the second transparent electrode layer of the dye-sensitized solar cell laminate manufactured by the method for manufacturing a dye-sensitized solar cell laminate, If it is a method which can join a base material with sufficient adhesiveness through an contact bonding layer, it will not specifically limit. As such a method, after forming an adhesive layer made of a thermoplastic resin on a base material in advance and arranging the base material having the adhesive layer so that the adhesive layer and the second transparent electrode layer adhere to each other , A method of heating and heat-sealing (first method), a heat-meltable film made of a thermoplastic resin, and the second transparent electrode layer, a substrate, and the like through the heat-meltable film And a method of laminating (second method).

本工程に用いられる熱溶融性樹脂は、上記「B.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材」の1.接着層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。   The heat-meltable resin used in this step is 1. “B. Dye-sensitized solar cell base material with heat-resistant substrate”. Since it is the same as that described in the section of the adhesive layer, the description here is omitted.

上記第一の方法において、基材上に接着層を形成する方法は、所望の厚みや平面性を有する接着層を形成できる方法であれば特に限定されない。このような方法としては、少なくとも熱溶融性樹脂と溶媒とを含む接着層形成用塗工液を基材上に塗布し、乾燥固化することによって製膜する方法や、熱溶融性樹脂を加熱融解して液状とした後、当該液状の熱溶融性樹脂を基材上に塗布し、冷却することによって製膜する方法を挙げることができる。本工程においては、いずれの方法によっても均質な接着層を形成することができる。上記のいずれの場合においても、塗布方法は公知の方法を用いることができる。   In the first method, the method for forming the adhesive layer on the substrate is not particularly limited as long as the adhesive layer having a desired thickness and flatness can be formed. Examples of such a method include a method of forming a film by applying a coating solution for forming an adhesive layer containing at least a heat-meltable resin and a solvent on a substrate and drying and solidifying it, or heat-melting a heat-meltable resin. Then, after forming a liquid, a method of forming a film by applying the liquid heat-meltable resin on a substrate and cooling it can be mentioned. In this step, a uniform adhesive layer can be formed by any method. In any of the above cases, a known method can be used as the coating method.

上記第二の方法において、熱溶融性樹脂からなる熱溶融性フイルムを作製する方法としては、膜厚が均一な熱溶融性フイルムを作製することができる方法であれば特に限定されない。このような方法としては、一般的に樹脂製フイルムの製膜に用いられる公知の溶液製膜方法または溶融製膜方法を挙げることができる。   In the second method, the method for producing a heat-meltable film made of a heat-meltable resin is not particularly limited as long as it can produce a heat-meltable film having a uniform film thickness. As such a method, a known solution casting method or melt casting method generally used for forming a resin film can be mentioned.

本工程に用いられる基材は、上記「B.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材」の、2.基材の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。   The base material used in this step is the above-mentioned “B. Base material for dye-sensitized solar cell with heat-resistant substrate”. Since it is the same as that described in the section of the base material, explanation here is omitted.

3.色素増感型太陽電池用基材の製造方法
本発明の色素増感型太陽電池用基材の製造方法は、上記耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の製造方法により得られる耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材から耐熱基板1を剥離する剥離工程によって、色素増感型太陽電池用基材を製造する方法を好適に用いることができる。
3. Method for Producing Dye-Sensitized Solar Cell Substrate The method for producing a dye-sensitized solar cell substrate according to the present invention is a heat-resistant substrate obtained by the above-described method for producing a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate. A method of producing a dye-sensitized solar cell substrate can be suitably used by a peeling step of peeling the heat-resistant substrate 1 from the dye-sensitized solar cell substrate.

(1)剥離工程
上記耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の耐熱基板を介在層から剥離する剥離工程において、耐熱基板を剥離する方法としては、耐熱基板と介在層とを剥離できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば耐熱基材がフレキシブルなものであって、Roll to Roll方式で行う場合は、上記耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の耐熱基板および基材を別々のヒートロールで貼り合わせ、その後、耐熱基板および色素増感型太陽電池用基材を別々に巻き取る方法等が挙げられる。また、例えば耐熱基板がリジッドなものである場合は、上記耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の基板をヒートロールで貼り合わせ、色素増感型太陽電池用基材を巻き取る方法等が挙げられる。なお、本発明においては、耐熱基板と介在層とを剥離する際、耐熱基板および介在層の種類等によって、耐熱基板と介在層とが界面剥離を起こす場合と、介在層が凝集破壊を起こし、耐熱基板上に介在層の一部が残留する場合とがある。
また本工程においては、耐熱基板を機械的研磨除去や、エッチングなどによる化学的除去により剥離することもできる。
(1) Stripping step In the stripping step of stripping the heat-resistant substrate of the dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate from the intervening layer, the heat-resistant substrate can be stripped as a method of peeling the heat-resistant substrate and the intervening layer. The heat-resistant substrate is flexible, and for example when the roll-to-roll method is used, the heat-resistant substrate of the dye-sensitized solar cell substrate with the heat-resistant substrate and Examples include a method of laminating the base materials with separate heat rolls, and then winding the heat resistant substrate and the dye-sensitized solar cell base material separately. Further, for example, when the heat-resistant substrate is rigid, the substrate of the dye-sensitized solar cell base material with the heat-resistant substrate is bonded with a heat roll, and the dye-sensitized solar cell base material is wound up, etc. Is mentioned. In the present invention, when the heat-resistant substrate and the intervening layer are peeled off, depending on the type of the heat-resistant substrate and the intervening layer, the heat-resistant substrate and the intervening layer cause interfacial peeling, and the intervening layer causes cohesive failure, A part of the intervening layer may remain on the heat resistant substrate.
In this step, the heat-resistant substrate can be peeled off by mechanical polishing or chemical removal such as etching.

(2)他の工程
本発明の色素増感型太陽電池用基材の製造方法には、上記の工程以外に他の工程を含んでも良い。本発明に用いられる他の工程としては、上記耐熱基板を剥離した後に多孔質層のパターニングを行う、パターニング工程を挙げることができる。
(2) Other steps The method for producing a dye-sensitized solar cell substrate of the present invention may include other steps in addition to the above steps. Another process used in the present invention includes a patterning process in which the porous layer is patterned after the heat-resistant substrate is peeled off.

上記パターニング工程における多孔質層のパターニング方法は、多孔質層を所望のパターンに精度良くパターニングできる方法であれば特に限定されない。本発明に用いられるパターニング法としては、例えば、レーザースクライブ、ウェットエッチング、リフトオフ、ドライエッチング、メカニカルスクライブ等が挙げられ、中でもレーザースクライブおよびメカニカルスクライブが好ましい。   The method for patterning the porous layer in the patterning step is not particularly limited as long as it can accurately pattern the porous layer into a desired pattern. Examples of the patterning method used in the present invention include laser scribe, wet etching, lift-off, dry etching, mechanical scribe, etc. Among them, laser scribe and mechanical scribe are preferable.

4.色素増感型太陽電池セルの製造方法
次に、本発明の色素増感型太陽電池の製造方法について説明する。本発明の色素増感型太陽電池の製造方法は、上記色素増感型太陽電池用基材の製造方法によって得られる色素増感型太陽電池用基材と、第2電極層および対向基材を備えた対電極基材とを用い色素増感型太陽電池用基材対の形成を行うこと、および色素増感型太陽電池用基材対が有する上記介在層および上記酸化物半導体層の細孔表面に色素増感剤を担持する色素増感剤担持工程、および上記色素増感剤担持工程の後に、上記第2電極層と上記介在層との間、および上記酸化物半導体層および上記介在層の多孔質体細孔内部に、光照射によって生じた電荷を伝達する電解質層を形成する電解質層形成工程を行う充填処理を行うことにより、色素増感型太陽電池を形成する方法が好ましい。以下、本発明に用いられる色素増感型太陽電池用基材対、および充填処理について詳細に説明する。
4). Next, a method for producing a dye-sensitized solar cell of the present invention will be described. The method for producing a dye-sensitized solar cell according to the present invention includes a dye-sensitized solar cell substrate obtained by the above-described method for producing a dye-sensitized solar cell substrate, a second electrode layer, and a counter substrate. Forming a dye-sensitized solar cell substrate pair using the counter electrode substrate provided, and pores of the intervening layer and the oxide semiconductor layer of the dye-sensitized solar cell substrate pair After the dye sensitizer carrying step for carrying the dye sensitizer on the surface, and the dye sensitizer carrying step, between the second electrode layer and the intervening layer, and the oxide semiconductor layer and the intervening layer. A method of forming a dye-sensitized solar cell by performing a filling process in which an electrolyte layer forming step for forming an electrolyte layer that transmits charges generated by light irradiation is performed inside the pores of the porous body is preferable. Hereinafter, the dye-sensitized solar cell substrate pair used in the present invention and the filling treatment will be described in detail.

(1)色素増感型太陽電池用基材対
色素増感型太陽電池用基材対を形成する方法について説明する。色素増感型太陽電池用基材対を形成する方法としては、エネルギー変換効率が良好な色素増感型太陽電池を得ることができる方法であれば特に限定されるものではないが、具体的には、後述する充填処理の電解質層形成工程に対する本工程を行う時期によって以下のように大別することができる。すなわち、本工程が上記電解質層形成工程より先に行われる場合および本工程が上記電解質層形成工程より後に行われる場合である。
(1) Dye-sensitized solar cell substrate pair A method of forming a dye-sensitized solar cell substrate pair will be described. The method for forming the dye-sensitized solar cell base material pair is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining a dye-sensitized solar cell with good energy conversion efficiency. Can be roughly classified as follows according to the time when this step is performed with respect to the electrolyte layer forming step of the filling treatment described later. That is, this process is performed before the electrolyte layer forming process and when the process is performed after the electrolyte layer forming process.

本工程が上記電解質層形成工程より先に行われる場合は、電解質層が形成されていないため、上記介在層と上記第2電極との間に、電解質層が形成される間隙を有するように、色素増感型太陽電池用基材対を形成する必要がある。この場合において、色素増感型太陽電池用基材対を形成する方法としては、上記間隙を備えた色素増感型太陽電池用基材対を得ることができる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、スペーサを用いる方法等を挙げることができる。上記スペーサとしては、例えば、ガラススペーサ、樹脂スペーサ、またはオレフィン系多孔質膜等を挙げることができる。また、上記間隙としては、電解質層を形成することができる幅を有しているものであれば特に限定されるものではないが、一般的に0.01〜100μmの範囲内、中でも0.1〜50μmの範囲内であることが好ましい。   When this step is performed prior to the electrolyte layer formation step, the electrolyte layer is not formed, so that there is a gap in which the electrolyte layer is formed between the intervening layer and the second electrode. It is necessary to form a dye-sensitized solar cell substrate pair. In this case, the method for forming the dye-sensitized solar cell substrate pair is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining the dye-sensitized solar cell substrate pair having the gap. However, for example, a method using a spacer can be used. Examples of the spacer include a glass spacer, a resin spacer, or an olefin-based porous film. Further, the gap is not particularly limited as long as it has a width capable of forming an electrolyte layer, but is generally within a range of 0.01 to 100 μm, especially 0.1. It is preferable to be within a range of ˜50 μm.

一方、本工程が上記電解質層形成工程より後に行われる場合は、既に介在層上に電解質層が形成されているため、上記のように間隙を設ける必要は無い。この場合において、色素増感型太陽電池用基材対を形成する方法としては、所望の色素増感型太陽電池を得ることができる方法であれば特に限定されるものではないが、具体的には、上記対電極基材を貼り合わせる方法等を挙げることができる。   On the other hand, when this step is performed after the electrolyte layer forming step, the electrolyte layer has already been formed on the intervening layer, so there is no need to provide a gap as described above. In this case, the method for forming the dye-sensitized solar cell substrate pair is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining a desired dye-sensitized solar cell. Can include a method of bonding the counter electrode substrate.

(2)充填処理
次に、本発明における充填処理について説明する。本発明における充填処理は、色素増感剤担持工程、および上記色素増感剤担持工程の後に行われる電解質層形成工程をいうものである。本発明においては、上記充填処理を、色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材または色素増感型太陽電池用基材対に対して行うことにより、色素増感型太陽電池を製造する。以下、本発明における充填処理である、色素増感剤担持工程および電解質層形成工程について説明する。
(2) Filling process Next, the filling process in this invention is demonstrated. The filling treatment in the present invention refers to a dye sensitizer carrying step and an electrolyte layer forming step performed after the dye sensitizer carrying step. In the present invention, the above-described filling treatment is performed for a dye-sensitized solar cell laminate, a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate, a dye-sensitized solar cell substrate, or a dye-sensitized solar cell. A dye-sensitized solar cell is manufactured by performing on the pair of base materials. Hereinafter, the dye sensitizer carrying process and the electrolyte layer forming process, which are filling processes in the present invention, will be described.

a.色素増感剤担持工程
まず、上記充填処理における色素増感剤担持工程について説明する。上記色素増感剤担持工程は、上記色素増感型太陽電池用積層体、上記耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、上記色素増感型太陽電池用基材または上記色素増感型太陽電池用基材対に対して行われ、これらの部材の介在層および酸化物半導体層の細孔表面に色素増感剤を担持する工程である。
a. Dye sensitizer carrying process First, the dye sensitizer carrying process in the filling process will be described. The dye sensitizer carrying step includes the laminate for the dye-sensitized solar cell, the dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate, the dye-sensitized solar cell substrate, or the dye-sensitized solar cell. This is a step of carrying a dye sensitizer on the intervening layer of these members and the pore surface of the oxide semiconductor layer.

本工程に用いられる色素増感剤は、上記「A.色素増感型太陽電池用積層体」の、3.多孔質層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。   The dye sensitizer used in this step is the “A. Dye-sensitized solar cell laminate” described in “3. Since it is the same as that described in the paragraph of the porous layer, the description here is omitted.

本工程において、上記介在層および上記酸化物半導体層の細孔表面に色素増感剤を担持させる方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、色素増感剤の溶液に上記酸化物半導体層および上記介在層を浸漬した後に乾燥させる方法、あるいは、耐熱基板を有さず介在層が露出している部材、例えば色素増感型太陽電池用基材等に対しては、色素増感剤が溶解した溶液を塗布し乾燥させる方法等を挙げることができる。   In this step, the method for supporting the dye sensitizer on the pore surfaces of the intervening layer and the oxide semiconductor layer is not particularly limited. For example, the oxide semiconductor is added to a solution of the dye sensitizer. A method in which the layer and the intervening layer are immersed and dried, or a member having no heat-resistant substrate and exposing the intervening layer, such as a dye-sensitized solar cell base material, a dye sensitizer And a method of applying a solution in which is dissolved and drying it.

b.電解質層形成工程
次に、上記充填処理における電解質層形成工程について説明する。上記電解質層形成工程は、上記介在層に処理を行うことにより、光照射によって生じた電荷を伝達する電解質層を形成する工程である。
b. Electrolyte Layer Forming Step Next, the electrolyte layer forming step in the filling process will be described. The electrolyte layer forming step is a step of forming an electrolyte layer that transmits charges generated by light irradiation by processing the intervening layer.

本工程により得られる電解質層は、色素増感型太陽電池の介在層と第2電極層との間に位置し、上記介在層および上記酸化物半導体層に担持された色素増感剤と上記第2電極層との間の電荷輸送を行うものである。本工程に用いられる酸化還元対としては、上記「D.色素増感型太陽電池セル」の、1.電解質層の項に記載したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。   The electrolyte layer obtained by this step is located between the intervening layer and the second electrode layer of the dye-sensitized solar cell, and the dye sensitizer carried on the intervening layer and the oxide semiconductor layer and the first The charge transport between the two electrode layers is performed. Examples of the redox couple used in this step include 1. of the above “D. Dye-sensitized solar cell”. Since it is the same as that described in the section of the electrolyte layer, description thereof is omitted here.

次に、電解質層を形成する方法について説明する。上記電解質層を形成する方法としては、エネルギー変換効率が良好な色素増感型太陽電池を得ることができる方法であれば特に限定されるものではないが、具体的には、上述した対電極基材形成工程に対する本工程を行う時期によって以下のように大別することができる。すなわち、本工程が上記対電極基材形成工程より先に行われる場合および本工程が上記対電極基材形成工程より後に行われる場合である。   Next, a method for forming the electrolyte layer will be described. The method for forming the electrolyte layer is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining a dye-sensitized solar cell with good energy conversion efficiency. Specifically, the above-described counter electrode group is described above. It can be divided roughly as follows according to the time when this process is performed with respect to the material forming process. That is, it is a case where this process is performed before the said counter electrode base material formation process, and a case where this process is performed after the said counter electrode base material formation process.

本工程が上記対電極基材形成工程より先に行われる場合は、色素増感型太陽電池用基材対が形成されておらず、介在層上に直接電解質層が形成される。そのため、自己支持性を有する電解質層を形成する必要がある。このような電解質層を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、具体的には、上記電解質層の構成成分を含有する電解質層形成用塗工液を介在層に塗布し、固化等させることにより電解質層を形成する方法(塗布法)等が挙げられる。上記塗布法においては、主に固体状の電解質層を得られ、上記個体状の電解質層を得る場合においては、通常、上記電解質層形成用塗工液は上記酸化還元対と、これを保持する上記高分子とを含有する。   When this step is performed prior to the counter electrode substrate forming step, the dye-sensitized solar cell substrate pair is not formed, and the electrolyte layer is formed directly on the intervening layer. Therefore, it is necessary to form an electrolyte layer having self-supporting properties. The method for forming such an electrolyte layer is not particularly limited. Specifically, the electrolyte layer forming coating solution containing the constituent components of the electrolyte layer is applied to the intervening layer and solidified. The method (coating method) etc. which form an electrolyte layer by making it equal etc. are mentioned. In the coating method, a solid electrolyte layer can be obtained mainly, and when the solid electrolyte layer is obtained, the electrolyte layer forming coating solution usually holds the redox couple and this. Contains the above polymer.

上記塗布法における塗布方法としては、特に限定されるものではなく、公知の塗布方法を用いることができ、具体的には、ダイコート、グラビアコート、グラビアリバースコート、ロールコート、リバースロールコート、バーコート、ブレードコート、ナイフコート、エアナイフコート、スロットダイコート、スライドダイコート、ディップコート、マイクロバーコート、マイクロバーリバースコートや、スクリーン印刷(ロータリー方式)等を挙げることができる。   The coating method in the above coating method is not particularly limited, and a known coating method can be used. Specifically, die coating, gravure coating, gravure reverse coating, roll coating, reverse roll coating, bar coating can be used. , Blade coating, knife coating, air knife coating, slot die coating, slide die coating, dip coating, micro bar coating, micro bar reverse coating, screen printing (rotary method), and the like.

また、上記塗布法において、上記電解質層形成用塗工液が架橋剤、光重合開始剤等を含有している場合には、上記電解質層形成用塗工液を塗布した後に、活性光線等を照射し硬化させることにより、固体状の電解質層を形成することができる。   Further, in the coating method, when the electrolyte layer forming coating solution contains a crosslinking agent, a photopolymerization initiator, etc., after applying the electrolyte layer forming coating solution, active light or the like is applied. A solid electrolyte layer can be formed by irradiation and curing.

一方、本工程が上記対電極基材形成工程より先に行われる場合は、所定の間隙を有する色素増感型太陽電池用基材対が既に形成されているため、この間隙に電解質層を形成する。この場合において、電解質層を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、具体的には、上記電解質層の構成成分を含有する電解質層形成用塗工液を介在層および第2電極層間に注入することにより、電解質層を形成する方法(注入法)等を挙げることができる。上記注入法においては、固体状、ゲル状、液体状の電解質層を形成することができる。   On the other hand, if this step is performed prior to the counter electrode substrate forming step, a dye-sensitized solar cell substrate pair having a predetermined gap has already been formed, so an electrolyte layer is formed in this gap. To do. In this case, the method of forming the electrolyte layer is not particularly limited. Specifically, the electrolyte layer forming coating solution containing the constituent components of the electrolyte layer is used as the intervening layer and the second electrode. By injecting between the layers, a method of forming an electrolyte layer (injection method) can be exemplified. In the above injection method, a solid, gel, or liquid electrolyte layer can be formed.

上記注入法における注入方法としては、介在層と第2電極層との間隙に電解質形成用塗工液を注入することができる方法であれば、特に限定されるものではないが、例えば、毛細管現象を利用して注入させる方法を用いることができる。   The injection method in the above injection method is not particularly limited as long as it is a method that can inject the electrolyte forming coating solution into the gap between the intervening layer and the second electrode layer. For example, the capillary phenomenon A method of injecting using can be used.

また、上記注入法において、上記電解質層形成用塗工液が上記ゲル化剤を含有している場合には、電解質層形成用塗工液注入後に、例えば、温度調整、紫外線照射、電子線照射等を行うことにより、二次元または三次元の架橋構造を有したゲル状または固体状の電解質層を形成することができる。   In the above injection method, when the electrolyte layer forming coating solution contains the gelling agent, after the electrolyte layer forming coating solution is injected, for example, temperature adjustment, ultraviolet irradiation, electron beam irradiation By performing the above, a gel-like or solid electrolyte layer having a two-dimensional or three-dimensional crosslinked structure can be formed.

c.充填処理を行う時期
次に、上記充填処理を行う時期について説明する。上記充填処理は、上記色素増感剤担持工程および上記電解質層形成工程を有し、上記2つの工程を、色素増感型太陽電池用積層体、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材、色素増感型太陽電池用基材または色素増感型太陽電池用基材対に対して行うことにより色素増感型太陽電池を製造する。
c. Timing of performing the filling process Next, the timing of performing the filling process will be described. The filling treatment includes the dye sensitizer carrying step and the electrolyte layer forming step, and the two steps are divided into a laminate for a dye-sensitized solar cell and a substrate for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate. Then, the dye-sensitized solar cell is manufactured by performing on the dye-sensitized solar cell substrate or the dye-sensitized solar cell substrate pair.

本発明においては、上記2つの工程を連続して行う場合であっても良く、上記2つの工程を別々に行う場合であっても良い。以下、上記充填処理において最初に行われる上記色素増感剤担持工程の時期を基準とし、本発明の色素増感型太陽電池の製造方法について例示する。   In the present invention, the two steps may be performed continuously, or the two steps may be performed separately. Hereinafter, the method for producing the dye-sensitized solar cell of the present invention will be exemplified with reference to the timing of the dye-sensitizer carrying step first performed in the filling process.

(c−1)色素増感型太陽電池用積層体に対して、色素増感剤担持工程を行う場合
色素増感型太陽電池用積層体に対して、色素増感剤担持工程を行う場合における色素増感型太陽電池の製造方法としては、以下の(i)および(ii)の方法を挙げることができる。
(C-1) When performing a dye sensitizer carrying process with respect to the laminated body for dye-sensitized solar cells When performing a dye sensitizer carrying process with respect to the laminated body for dye-sensitized solar cells Examples of the method for producing a dye-sensitized solar cell include the following methods (i) and (ii).

(i)上記色素増感型太陽電池用積層体に対して、上記色素増感剤担持工程を行い、次いで、上記基材形成工程、上記剥離工程、上記対電極基材形成工程および上記電解質層形成工程をこの順で行うことにより、色素増感型太陽電池を形成する色素増感型太陽電池の製造方法
(ii)上記色素増感型太陽電池用積層体に対して、上記色素増感剤担持工程を行い、次いで、上記基材形成工程、上記剥離工程、上記電解質層形成工程および上記対電極基材形成工程をこの順で行うことにより、色素増感型太陽電池を形成する色素増感型太陽電池の製造方法
(I) The dye-sensitized solar cell laminate is subjected to the dye-sensitizer carrying step, and then the substrate forming step, the peeling step, the counter electrode substrate forming step, and the electrolyte layer. A method for producing a dye-sensitized solar cell for forming a dye-sensitized solar cell by performing the forming steps in this order (ii) The dye-sensitizer for the dye-sensitized solar cell laminate Dye sensitization for forming a dye-sensitized solar cell by performing a supporting step and then performing the substrate forming step, the peeling step, the electrolyte layer forming step, and the counter electrode substrate forming step in this order. Type solar cell manufacturing method

(c−2)耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材に対して、色素増感剤担持工程を行う場合
耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材に対して、色素増感剤担持工程を行う場合における色素増感型太陽電池の製造方法としては、以下の(iii)および(iv)の方法を挙げることができる。
(C-2) When performing dye sensitizer carrying | support process with respect to the base material for dye-sensitized solar cells with a heat-resistant substrate Dye sensitizer with respect to the base material for dye-sensitized solar cells with a heat-resistant substrate Examples of the method for producing a dye-sensitized solar cell when performing the supporting step include the following methods (iii) and (iv).

(iii)上記耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材に対して、上記色素増感剤担持工程を行い、次いで、上記剥離工程、上記対電極基材形成工程および上記電解質層形成工程をこの順で行うことにより、色素増感型太陽電池を形成する色素増感型太陽電池の製造方法   (Iii) The dye-sensitized solar cell substrate with the heat-resistant substrate is subjected to the dye-sensitizer carrying step, and then the peeling step, the counter electrode substrate forming step, and the electrolyte layer forming step are performed. By performing in this order, a method for producing a dye-sensitized solar cell forming a dye-sensitized solar cell

(iv)上記耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材に対して、上記色素増感剤担持工程を行い、次いで、上記剥離工程、上記電解質層形成工程および上記対電極基材形成工程をこの順で行うことにより、色素増感型太陽電池を形成する色素増感型太陽電池の製造方法   (Iv) The dye-sensitized solar cell substrate with the heat-resistant substrate is subjected to the dye-sensitizer carrying step, and then the peeling step, the electrolyte layer forming step, and the counter electrode substrate-forming step. By performing in this order, a method for producing a dye-sensitized solar cell forming a dye-sensitized solar cell

(c−3)色素増感型太陽電池用基材に対して、色素増感剤担持工程を行う場合
耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材に対して、色素増感剤担持工程を行う場合における色素増感型太陽電池の製造方法としては、以下の(v)および(vi)の方法を挙げることができる。
(C-3) When a dye sensitizer carrying step is performed on a dye-sensitized solar cell substrate A dye sensitizer carrying step is performed on a dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate. Examples of the method for producing a dye-sensitized solar cell in the case of carrying out include the following methods (v) and (vi).

(v)上記色素増感型太陽電池用基材に対して、上記色素増感剤担持工程を行い、次いで、上記対電極基材形成工程および上記電解質層形成工程をこの順で行うことにより、色素増感型太陽電池を形成する色素増感型太陽電池の製造方法   (V) The dye-sensitized solar cell base material is subjected to the dye-sensitized agent supporting step, and then the counter electrode base material forming step and the electrolyte layer forming step are performed in this order. Method for producing dye-sensitized solar cell for forming dye-sensitized solar cell

(vi)上記色素増感型太陽電池用基材に対して、上記色素増感剤担持工程を行い、次いで、上記電解質層形成工程および上記対電極基材形成工程をこの順で行うことにより、色素増感型太陽電池を形成する色素増感型太陽電池の製造方法   (Vi) By performing the dye sensitizer carrying step on the dye-sensitized solar cell substrate, and then performing the electrolyte layer forming step and the counter electrode substrate forming step in this order, Method for producing dye-sensitized solar cell for forming dye-sensitized solar cell

(c−4)色素増感型太陽電池用基材対に対して、色素増感剤担持工程を行う場合
色素増感型太陽電池用基材対に対して、色素増感剤担持工程を行う場合における色素増感型太陽電池の製造方法としては、以下の(vii)の方法を挙げることができる。
(C-4) When a dye sensitizer carrying step is performed on the dye-sensitized solar cell substrate pair A dye sensitizer carrying step is carried out on the dye-sensitized solar cell substrate pair Examples of the method for producing a dye-sensitized solar cell include the following method (vii).

(vii)上記色素増感型太陽電池用基材対に対して、上記色素増感剤担持工程を行い、次いで、上記対電極基材形成工程および上記電解質層形成工程をこの順で行うことにより、色素増感型太陽電池を形成する色素増感型太陽電池の製造方法   (Vii) By performing the dye sensitizer carrying step on the dye-sensitized solar cell substrate pair, and then performing the counter electrode substrate forming step and the electrolyte layer forming step in this order. , Method for producing dye-sensitized solar cell for forming dye-sensitized solar cell

本発明においては、上記(i)〜(vii)の中でも、特に(vi)に示した色素増感型太陽電池の製造方法が好ましい。   In the present invention, among the above (i) to (vii), the method for producing a dye-sensitized solar cell shown in (vi) is particularly preferable.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the case. It is included in the technical scope of the invention.

以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

(実施例)
1.色素増感型太陽電池用積層体の作製
(1)介在層形成用層の形成
介在層形成用塗工液として一次粒径20nmのTiO微粒子(日本アエロジル社製P25)1質量%、主成分がポリメチルメタクリレートであるアクリル樹脂(分子量25000、ガラス転移温度105℃)(三菱レーヨン社製BR87)10質量%、となるようにホモジナイザーを用いてメチルエチルケトンおよびトルエンにアクリル樹脂を溶解させた後、TiO微粒子を分散させることにより介在層形成用塗工液を調製した。この介在層形成用塗工液を耐熱基材として用意した無アルカリガラス基板(厚み0.7mm)上にワイヤーバーにて塗工し乾燥させた。
(Example)
1. Production of Dye-Sensitized Solar Cell Laminate (1) Formation of Intervening Layer Forming Layer 1% by mass of TiO 2 fine particles having a primary particle diameter of 20 nm (P25 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as a coating solution for forming an intervening layer The acrylic resin is dissolved in methyl ethyl ketone and toluene using a homogenizer so that the acrylic resin (molecular weight 25000, glass transition temperature 105 ° C.) (Mitsubishi Rayon BR87) 10 mass% is polymethyl methacrylate, and then TiO 2 is used. A coating liquid for forming an intervening layer was prepared by dispersing two fine particles. This intervening layer forming coating solution was coated on a non-alkali glass substrate (thickness 0.7 mm) prepared as a heat-resistant substrate with a wire bar and dried.

(2)酸化物半導体層形成用層の形成
酸化物半導体層形成用塗工液として一次粒径20nmのTiO2微粒子(日本アエロジル社製P25)37.5質量%、アセチルアセトン1.25質量%、ポリエチレングリコール(平均分子量3000)1.88質量%となるように、ホモジナイザーを用いて水およびイソプロピルアルコールに溶解および分散させてスラリーを調製した。上記介在層形成用層が形成された基板上にドクターブレードにて前記スラリーを塗布後、室温下にて20分間放置後、100℃、30分間で乾燥させた。
(2) Formation of oxide semiconductor layer forming layer 37.5% by mass of TiO 2 fine particles having a primary particle size of 20 nm (P25 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), 1.25% by mass of acetylacetone, as the coating solution for forming an oxide semiconductor layer A slurry was prepared by dissolving and dispersing in water and isopropyl alcohol using a homogenizer such that polyethylene glycol (average molecular weight 3000) was 1.88% by mass. The slurry was applied with a doctor blade onto the substrate on which the intervening layer forming layer had been formed, then allowed to stand at room temperature for 20 minutes, and then dried at 100 ° C. for 30 minutes.

(3)介在層形成用層および酸化物半導体層形成用層の焼成
次に、介在層形成用層および酸化物半導体層形成用層を電気マッフル炉(デンケン社製P90)を用い500℃、30分間、大気圧雰囲気下にて焼成した。これにより、多孔質体として形成された介在層および多孔質酸化物半導体層を得た。
(3) Firing of Intervening Layer Forming Layer and Oxide Semiconductor Layer Forming Layer Next, the intervening layer forming layer and the oxide semiconductor layer forming layer are formed at 500 ° C., 30 using an electric muffle furnace (P90 manufactured by Denken). Baking for 5 minutes under atmospheric pressure. Thus, an intervening layer and a porous oxide semiconductor layer formed as a porous body were obtained.

(4)第1透明電極層の形成
その後、第1透明電極層形成用塗工液としてエタノールにNHF 0.1mol/l、塩化スズ0.005mol/lを溶解した塗工液を用意した。その後、上記焼成を行った、酸化物半導体層を、ホットプレート(400℃)により加熱し、この加熱された酸化物半導体層上に、上記第1透明導電層形成用塗工液を超音波噴霧器により噴霧することにより、100nmのFTO膜を作製し、第1透明電極層を形成した。
(4) Formation of first transparent electrode layer After that, a coating liquid in which NH 4 F 0.1 mol / l and tin chloride 0.005 mol / l were dissolved in ethanol was prepared as a first transparent electrode layer forming coating liquid. . Thereafter, the baked oxide semiconductor layer is heated by a hot plate (400 ° C.), and the first transparent conductive layer forming coating liquid is ultrasonically sprayed on the heated oxide semiconductor layer. By spraying, a 100 nm FTO film was produced and a first transparent electrode layer was formed.

(5)第2透明電極層の形成
更に、第2透明電極層形成用塗工液としてエタノールに塩化インジウム0.1mol/l、塩化スズ0.005mol/lを溶解した塗工液を用意した。その後、第1透明電極層をホットプレート(400℃)により加熱し、この加熱された第1透明電極層上に、上述した第2透明電極層形成用塗工液を超音波噴霧器により噴霧し、第2透明電極層であるITO膜を300nm形成し、色素増感型太陽電池用積層体を得た。
(5) Formation of 2nd transparent electrode layer Furthermore, the coating liquid which melt | dissolved 0.1 mol / l of indium chloride and 0.005 mol / l of tin chloride in ethanol was prepared as a coating liquid for 2nd transparent electrode layer formation. Thereafter, the first transparent electrode layer is heated by a hot plate (400 ° C.), and the above-described second transparent electrode layer forming coating solution is sprayed on the heated first transparent electrode layer by an ultrasonic sprayer, An ITO film as a second transparent electrode layer was formed to a thickness of 300 nm to obtain a laminate for a dye-sensitized solar cell.

2.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の作製
基材としてPETフィルム(東洋紡A5100:厚み125μm)を用い、当該基材上にヒートシール剤(東洋紡 MD1985)を塗布し、風乾することにより基材上に接着層を形成した。このような接着層を有する基材と、上記「1.色素増感型太陽電池用積層体の作製」において作製した色素増感型太陽電池用積層体の第2透明電極層とを120℃で熱融着することにより耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材を得た。
2. Preparation of dye-sensitized solar cell base material with heat-resistant substrate A PET film (Toyobo A5100: thickness 125 μm) was used as the base material, a heat sealant (Toyobo MD1985) was applied on the base material, and the substrate was air-dried. An adhesive layer was formed on the material. The base material having such an adhesive layer and the second transparent electrode layer of the dye-sensitized solar cell laminate produced in “1. Production of dye-sensitized solar cell laminate” above at 120 ° C. A base material for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate was obtained by heat sealing.

3.色素増感型太陽電池用基材の作製
上記「2.耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の作製」において作製した、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材から、耐熱基材を剥離することで酸化物半導体層、第1透明電極層、および第2透明電極層を基材側へ転写することにより色素増感型太陽電池用基材を得た。
3. Preparation of dye-sensitized solar cell base material From the base material for dye-sensitized solar cell with heat-resistant substrate prepared in "2. Preparation of dye-sensitized solar cell base material with heat-resistant substrate" above, heat-resistant group The base material for dye-sensitized solar cells was obtained by transferring the oxide semiconductor layer, the first transparent electrode layer, and the second transparent electrode layer to the base material side by peeling the material.

4.色素増感剤の担持
色素増感剤としてルテニウム錯体(小島化学株式会社RuL(NCS))を無水エタノール溶液に濃度3×10−4mol/lとなるように溶解させ、吸着用色素溶液を作製した。その後、上記「3.色素増感型太陽電池用基材の作製」において作製した色素増感型太陽電池用基材を上記吸着用色素溶液に浸漬することにより酸化物半導体層に増感色素が担持された色素増感型太陽電池用基材を得た。
4). Dye sensitizer support Ruthenium complex (RuL 2 (NCS) 2 ) as a dye sensitizer is dissolved in an absolute ethanol solution to a concentration of 3 × 10 −4 mol / l and adsorbed dye solution Was made. Thereafter, the dye-sensitized solar cell substrate prepared in “3. Preparation of dye-sensitized solar cell substrate” is immersed in the adsorption dye solution, whereby the sensitizing dye is added to the oxide semiconductor layer. A supported dye-sensitized solar cell substrate was obtained.

5.色素増感型太陽電池セルの作製
上記「4.色素増感剤の担持」により得られた、色素増感剤が担持された色素増感型太陽電池用基材を用いて、以下のように色素増感型太陽電池セルを作製した。
まず、メトキシアセトニトリルを溶媒とし、濃度0.1mol/lのヨウ化リチウム、濃度0.05mol/lのヨウ素、濃度0.3mol/lのジメチルプロピルイミダゾリウムアイオダイド、濃度0.5mol/lのターシャリーブチルピリジンを溶解させたものを電解質層形成用塗工液とした。
上記色素増感剤が担持された色素増感型太陽電池用基材を1cm×1cmにトリミングした後、対向基材を厚さ20μmのサーリンによって貼り合せ、その間に電解質層形成用塗工液を含浸させたものを素子とした。対向基材としては、膜厚150nmを有し、表面抵抗7Ω/□である、ITOスパッタ層を有する対向基材上に膜厚50nmの白金膜からなる第2電極層をスパッタリングにて付与したものを用いた。このようにして、色素増感型太陽電池セルを作製した。
5. Production of dye-sensitized solar cell Using the dye-sensitized solar cell substrate carrying the dye-sensitized agent obtained by “4. A dye-sensitized solar cell was produced.
First, using methoxyacetonitrile as a solvent, lithium iodide at a concentration of 0.1 mol / l, iodine at a concentration of 0.05 mol / l, dimethylpropylimidazolium iodide at a concentration of 0.3 mol / l, and tarsha at a concentration of 0.5 mol / l. A solution in which butyl pyridine was dissolved was used as an electrolyte layer forming coating solution.
After trimming the dye-sensitized solar cell substrate on which the dye sensitizer is supported to 1 cm × 1 cm, the opposing substrate is bonded with Surlyn having a thickness of 20 μm, and an electrolyte layer-forming coating solution is added therebetween. What was impregnated was used as an element. As a counter substrate, a second electrode layer made of a platinum film having a thickness of 50 nm is applied by sputtering on a counter substrate having an ITO sputter layer having a film thickness of 150 nm and a surface resistance of 7Ω / □. Was used. In this way, a dye-sensitized solar cell was produced.

(比較例)
上記「1.色素増感型太陽電池用積層体の作製」における(3)第1透明電極層の形成を実施しないこと以外は、実施例1と同様の方法により、色素増感型太陽電池セルを作製した。
(Comparative example)
A dye-sensitized solar cell is produced in the same manner as in Example 1 except that (3) the first transparent electrode layer is not formed in “1. Production of dye-sensitized solar cell laminate”. Was made.

(評価)
作製した色素増感型太陽電池セルの評価は、AM1.5、擬似太陽光(入射光強度100mW/cm)を光源として、色素吸着させた酸化物半導体層を有する基材側から入射させ、ソースメジャーユニット(ケースレー2400型)にて電圧印加により電流電圧特性を測定した。
(Evaluation)
Evaluation of the produced dye-sensitized solar cell is made to enter from the substrate side having the oxide semiconductor layer adsorbed with dye, using AM1.5, artificial sunlight (incident light intensity of 100 mW / cm 2 ) as a light source, Current-voltage characteristics were measured by applying voltage with a source measure unit (Caseley 2400 type).

上記の方法により、実施例および比較例にて作製した色素増感型太陽電池セルの電流電圧特性を測定した結果、実施例では、短絡電流13、8mA/cm、開放電圧720mV、変換効率6.1%であったのに対し、比較例では、短絡電流12.5mA/cm、開放電圧680mV、変換効率5.1%であった。 As a result of measuring the current-voltage characteristics of the dye-sensitized solar cells produced in the examples and comparative examples by the above method, in the examples, the short-circuit current was 13, 8 mA / cm 2 , the open-circuit voltage was 720 mV, and the conversion efficiency was 6 In the comparative example, the short-circuit current was 12.5 mA / cm 2 , the open-circuit voltage was 680 mV, and the conversion efficiency was 5.1%.

本発明の色素増感型太陽電池用積層体の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the laminated body for dye-sensitized solar cells of this invention. 本発明の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the base material for dye-sensitized solar cells with a heat-resistant board | substrate of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池用基材の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the base material for dye-sensitized solar cells of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池用基材の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the base material for dye-sensitized solar cells of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池セルの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the dye-sensitized solar cell of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池用積層体の製造工程の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing process of the laminated body for dye-sensitized solar cells of this invention. 色素増感型太陽電池セルの一般的構成の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the general structure of a dye-sensitized solar cell.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 基材
2 … 第1電極層
3 … 多孔質層
4 … 電解質層
5 … 第2電極層
6 … 対向基材
7 … 色素増感型太陽電池セル
10 … 色素増感型太陽電池用積層体
11 … 基材
12 … 接着層
13 … 第2透明電極層
14 … 第1透明電極層
15 … 多孔質層
15a … 酸化物半導体層
15b … 介在層
16 … 耐熱基板
17 … 電解質層
18 … 第2電極層
19 … 対向基材
20 … 耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材
25a … 酸化物半導体層形成用層
25b … 介在層形成用層
30 … 色素増感型太陽電池用基材
40 … 色素増感型太陽電池セル
50 … 対電極基材

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... 1st electrode layer 3 ... Porous layer 4 ... Electrolyte layer 5 ... 2nd electrode layer 6 ... Opposite base material 7 ... Dye-sensitized solar cell 10 ... Laminate for dye-sensitized solar cell DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Base material 12 ... Adhesion layer 13 ... 2nd transparent electrode layer 14 ... 1st transparent electrode layer 15 ... Porous layer 15a ... Oxide semiconductor layer 15b ... Interposition layer 16 ... Heat-resistant board | substrate 17 ... Electrolyte layer 18 ... 2nd electrode Layer 19 ... Counter substrate 20 ... Dye-sensitized solar cell substrate with heat-resistant substrate 25a ... Oxide semiconductor layer forming layer 25b ... Intervening layer forming layer 30 ... Dye-sensitized solar cell substrate 40 ... Dye Sensitization type solar cell 50 ... Counter electrode base material

Claims (10)

耐熱基板と、
前記耐熱基板上に形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、
前記多孔質層上に形成され、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、
前記第1透明電極層上に形成され、第2金属酸化物からなる第2透明電極層と、
からなる色素増感型太陽電池用積層体であって、
前記第1金属酸化物の方が、前記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことを特徴とする色素増感型太陽電池用積層体。
A heat-resistant substrate,
A porous layer formed on the heat-resistant substrate and containing metal oxide semiconductor fine particles;
A first transparent electrode layer formed on the porous layer and made of a first metal oxide;
A second transparent electrode layer formed on the first transparent electrode layer and made of a second metal oxide;
A laminate for a dye-sensitized solar cell comprising:
The laminate for a dye-sensitized solar cell, wherein the first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide.
前記第1金属酸化物が、FTO、SnO、IZO、ZnO、ATO、フッ素ドープZnO、アルミニウムドープZnO、ガリウムドープZnO、およびホウ素ドープZnOからなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする、請求項1に記載の色素増感型太陽電池用積層体。 The first metal oxide is at least one selected from the group consisting of FTO, SnO 2 , IZO, ZnO, ATO, fluorine-doped ZnO, aluminum-doped ZnO, gallium-doped ZnO, and boron-doped ZnO. The laminate for a dye-sensitized solar cell according to claim 1. 前記第2金属酸化物が、ITOであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の色素増感型太陽電池用積層体。   The laminate for a dye-sensitized solar cell according to claim 1 or 2, wherein the second metal oxide is ITO. 基材と、
熱溶融性樹脂からなる接着層と、
請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の色素増感型太陽電池用積層体と、
からなる耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材であって、
前記色素増感型太陽電池用積層体が有する第2透明電極層と、前記基材とが、前記接着層を介して接合していることを特徴とする、耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材。
A substrate;
An adhesive layer made of a heat-meltable resin;
A laminate for a dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 3,
A dye-sensitized solar cell substrate with a heat-resistant substrate, comprising:
The dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate, wherein the second transparent electrode layer of the laminate for the dye-sensitized solar cell and the base material are bonded via the adhesive layer. Substrate for use.
前記基材が、樹脂製フイルム基材であることを特徴とする請求項4に記載の耐熱基板付色素増感型太陽電池用基材。   The base material for a dye-sensitized solar cell with a heat-resistant substrate according to claim 4, wherein the base material is a resin film base material. 基材と、
前記基材上に形成され、熱溶融性樹脂からなる接着層と、
前記接着層上に形成され、第2金属酸化物からなる第2透明電極層と、
前記第2透明電極層上に形成され、第1金属酸化物からなる第1透明電極層と、
前記第1透明電極層上に形成され、金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層と、
からなる色素増感型太陽電池用基材であって、
前記第1金属酸化物の方が、前記第2金属酸化物よりも化学的耐久性が高いことを特徴とする色素増感型太陽電池用基材。
A substrate;
An adhesive layer formed on the substrate and made of a heat-meltable resin;
A second transparent electrode layer formed on the adhesive layer and made of a second metal oxide;
A first transparent electrode layer formed on the second transparent electrode layer and made of a first metal oxide;
A porous layer formed on the first transparent electrode layer and containing metal oxide semiconductor fine particles;
A dye-sensitized solar cell substrate comprising:
The dye-sensitized solar cell substrate, wherein the first metal oxide has higher chemical durability than the second metal oxide.
前記第1金属酸化物が、FTO、SnO、IZO、ZnO、ATO、フッ素ドープZnO、アルミニウムドープZnO、ガリウムドープZnO、およびホウ素ドープZnOからなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする、請求項6に記載の色素増感型太陽電池用基材。 The first metal oxide is at least one selected from the group consisting of FTO, SnO 2 , IZO, ZnO, ATO, fluorine-doped ZnO, aluminum-doped ZnO, gallium-doped ZnO, and boron-doped ZnO. The dye-sensitized solar cell substrate according to claim 6. 前記第2金属酸化物が、ITOであることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の色素増感型太陽電池用基材。   The substrate for a dye-sensitized solar cell according to claim 6 or 7, wherein the second metal oxide is ITO. 前記基材が、樹脂製フイルム基材であることを特徴とする、請求項6から請求項8までのいずれかの請求項に記載の色素増感型太陽電池用基材。   The dye-sensitized solar cell substrate according to any one of claims 6 to 8, wherein the substrate is a resin film substrate. 請求項6から請求項9までのいずれかの請求項に記載の色素増感型太陽電池用基材と、第2電極層および対向基材からなる対電極基材と、
酸化還元対を含む電解質層と、
からなる色素増感型太陽電池セルであって、
前記色素増感型太陽電池用基材が有する多孔質層と、前記対電極基材が有する第2電極層とが、前記電解質層を介して対向配置されていることを特徴とする色素増感型太陽電池セル。
A dye-sensitized solar cell substrate according to any one of claims 6 to 9, a counter electrode substrate comprising a second electrode layer and a counter substrate,
An electrolyte layer comprising a redox couple;
A dye-sensitized solar cell comprising:
A dye sensitizing method characterized in that a porous layer of the dye-sensitized solar cell substrate and a second electrode layer of the counter electrode substrate are arranged to face each other with the electrolyte layer interposed therebetween. Type solar cell.
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