JP2007066704A - 電解質組成物および色素増感太陽電池 - Google Patents
電解質組成物および色素増感太陽電池 Download PDFInfo
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
【解決手段】電解質組成物は、アンモニウム基もしくは含窒素複素環基が結合したナノ粒子、またはアンモニウム基もしくは含窒素複素環基が結合した多孔質無機膜を含む。ナノ粒子および多孔質無機膜は、それぞれ金属酸化物で形成される。含窒素複素環基は、イミダゾリウム基、ピリジニウム基、トリアゾリウム基またはグアニジニウム基であり、対応するアニオン基が、F−、Cl−、Br−、I−等である。アンモニウム基もしくは含窒素複素環基は、ナノ粒子または多孔質無機膜を化学修飾する。色素増感太陽電池は、電解質層が電解質組成物を有する。
【選択図】なし
Description
この課題を解決するために、電解質層の固体化(ゲル化)が検討されている。
しかしながら、この方法では、固体化はナノ粒子添加とともに顕著になるものの、光電流あるいは光電変換率がナノ粒子添加とともに大きく減少する問題がある。
勿論、この方法では、電解質層の固体化は図れない。
本発明の電解質組成物は、アンモニウム基もしくは含窒素複素環基が結合したナノ粒子、またはアンモニウム基もしくは含窒素複素環基が結合した多孔質無機膜を含むものである。
ナノ粒子の粒径(直径)は、電解質層の固体化の観点からは、特に限定するものではないが、アンモニウム基等の修飾物をナノ粒子等の表面に十分な量結合させる観点から、好ましくは、5〜100nmである。
アンモニウム基についても、電解質層の導電率を高める観点からはその種類を特に限定するものではないが、好ましくは、下記一般式(6)で示される化合物であり、対応するアニオン基が、F−、Cl−、Br−またはI−である。
上記一般式(1)で示されるイミダゾリウム基として、以下の化合物を挙げることができる。
カルボキシブチルメチルイミダゾリウム
カルボキシペンチルメチルイミダゾリウム
カルボキシへキシルメチルイミダゾリウム
カルボキシへプチルメチルイミダゾリウム
カルボキシオクチルメチルイミダゾリウム
カルボキシノニルメチルイミダゾリウム
カルボキシデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシインデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシドデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシトリデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシテトラデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシペンダデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシヘキサデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシヘプタデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシオクタデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシノナデカニルメチルイミダゾリウム
カルボキシイコサニルメチルイミダゾリウム
カルボキシブチルイミダゾリウム
カルボキシペンチルイミダゾリウム
カルボキシへキシルイミダゾリウム
カルボキシへプチルイミダゾリウム
カルボキシオクチルイミダゾリウム
カルボキシノニルイミダゾリウム
カルボキシデカニルイミダゾリウム
カルボキシインデカニルイミダゾリウム
カルボキシドデカニルイミダゾリウム
カルボキシトリデカニルイミダゾリウム
カルボキシテトラデカニルイミダゾリウム
カルボキシペンダデカニルイミダゾリウム
カルボキシヘキサデカニルイミダゾリウム
カルボキシヘプタデカニルイミダゾリウム
カルボキシオクタデカニルイミダゾリウム
カルボキシノナデカニルイミダゾリウム
カルボキシイコサニルイミダゾリウム
カルボキシブチルジメチルイミダゾリウム
カルボキシペンチルジメチルイミダゾリウム
カルボキシへキシルジメチルイミダゾリウム
カルボキシへプチルジメチルイミダゾリウム
カルボキシオクチルジメチルイミダゾリウム
カルボキシノニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシインデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシドデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシトリデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシテトラデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシペンダデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシヘキサデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシヘプタデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシオクタデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシノナデカニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシイコサニルジメチルイミダゾリウム
カルボキシブチルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシペンチルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシへキシルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシへプチルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシオクチルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシノニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシインデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシドデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシトリデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシテトラデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシペンダデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシヘキサデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシヘプタデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシオクタデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシノナデカニルメチルフェニルイミダゾリウム
カルボキシイコサニルメチルフェニルイミダゾリウム
上記一般式(2)で示されるピリジニウム基として、以下の化合物を挙げることができる。
カルボキシブチルメチルピリジニウム
カルボキシペンチルメチルピリジニウム
カルボキシへキシルメチルピリジニウム
カルボキシへプチルメチルピリジニウム
カルボキシオクチルメチルピリジニウム
カルボキシノニルメチルピリジニウム
カルボキシデカニルメチルピリジニウム
カルボキシインデカニルメチルピリジニウム
カルボキシドデカニルメチルピリジニウム
カルボキシトリデカニルメチルピリジニウム
カルボキシテトラデカニルメチルピリジニウム
カルボキシペンダデカニルメチルピリジニウム
カルボキシヘキサデカニルメチルピリジニウム
カルボキシヘプタデカニルメチルピリジニウム
カルボキシオクタデカニルメチルピリジニウム
カルボキシノナデカニルメチルピリジニウム
カルボキシイコサニルメチルピリジニウム
カルボキシブチルピリジニウム
カルボキシペンチルピリジニウム
カルボキシへキシルピリジニウム
カルボキシへプチルピリジニウム
カルボキシオクチルピリジニウム
カルボキシノニルピリジニウム
カルボキシデカニルピリジニウム
カルボキシインデカニルピリジニウム
カルボキシドデカニルピリジニウム
カルボキシトリデカニルピリジニウム
カルボキシテトラデカニルピリジニウム
カルボキシペンダデカニルピリジニウム
カルボキシヘキサデカニルピリジニウム
カルボキシヘプタデカニルピリジニウム
カルボキシオクタデカニルピリジニウム
カルボキシノナデカニルピリジニウム
カルボキシイコサニルピリジニウム
カルボキシブチルジメチルピリジニウム
カルボキシペンチルジメチルピリジニウム
カルボキシへキシルジメチルピリジニウム
カルボキシへプチルジメチルピリジニウム
カルボキシオクチルジメチルピリジニウム
カルボキシノニルジメチルピリジニウム
カルボキシデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシインデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシドデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシトリデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシテトラデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシペンダデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシヘキサデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシヘプタデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシオクタデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシノナデカニルジメチルピリジニウム
カルボキシイコサニルジメチルピリジニウム
カルボキシブチルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシペンチルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシへキシルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシへプチルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシオクチルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシノニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシインデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシドデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシトリデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシテトラデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシペンダデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシヘキサデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシヘプタデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシオクタデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシノナデカニルメチルフェニルピリジニウム
カルボキシイコサニルメチルフェニルピリジニウム
上記一般式(3)で示されるトリアゾリウム基として、以下の化合物を挙げることができる。
カルボキシブチルメチルトリアゾリウム
カルボキシペンチルメチルトリアゾリウム
カルボキシへキシルメチルトリアゾリウム
カルボキシへプチルメチルトリアゾリウム
カルボキシオクチルメチルトリアゾリウム
カルボキシノニルメチルトリアゾリウム
カルボキシデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシインデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシドデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシトリデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシテトラデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシペンダデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシヘキサデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシヘプタデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシオクタデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシノナデカニルメチルトリアゾリウム
カルボキシイコサニルメチルトリアゾリウム
カルボキシブチルトリアゾリウム
カルボキシペンチルトリアゾリウム
カルボキシへキシルトリアゾリウム
カルボキシへプチルトリアゾリウム
カルボキシオクチルトリアゾリウム
カルボキシノニルトリアゾリウム
カルボキシデカニルトリアゾリウム
カルボキシインデカニルトリアゾリウム
カルボキシドデカニルトリアゾリウム
カルボキシトリデカニルトリアゾリウム
カルボキシテトラデカニルトリアゾリウム
カルボキシペンダデカニルトリアゾリウム
カルボキシヘキサデカニルトリアゾリウム
カルボキシヘプタデカニルトリアゾリウム
カルボキシオクタデカニルトリアゾリウム
カルボキシノナデカニルトリアゾリウム
カルボキシイコサニルトリアゾリウム
カルボキシブチルジメチルトリアゾリウム
カルボキシペンチルジメチルトリアゾリウム
カルボキシへキシルジメチルトリアゾリウム
カルボキシへプチルジメチルトリアゾリウム
カルボキシオクチルジメチルトリアゾリウム
カルボキシノニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシインデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシドデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシトリデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシテトラデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシペンダデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシヘキサデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシヘプタデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシオクタデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシノナデカニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシイコサニルジメチルトリアゾリウム
カルボキシブチルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシペンチルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシへキシルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシへプチルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシオクチルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシノニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシインデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシドデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシトリデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシテトラデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシペンダデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシヘキサデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシヘプタデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシオクタデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシノナデカニルメチルフェニルトリアゾリウム
カルボキシイコサニルメチルフェニルトリアゾリウム
上記一般式(4)で示されるグアニジニウム基として、以下の化合物を挙げることができる。
カルボキシブチルメチルグアニジニウム
カルボキシペンチルメチルグアニジニウム
カルボキシへキシルメチルグアニジニウム
カルボキシへプチルメチルグアニジニウム
カルボキシオクチルメチルグアニジニウム
カルボキシノニルメチルグアニジニウム
カルボキシデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシインデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシドデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシトリデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシテトラデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシペンダデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシヘキサデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシヘプタデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシオクタデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシノナデカニルメチルグアニジニウム
カルボキシイコサニルメチルグアニジニウム
カルボキシブチルグアニジニウム
カルボキシペンチルグアニジニウム
カルボキシへキシルグアニジニウム
カルボキシへプチルグアニジニウム
カルボキシオクチルグアニジニウム
カルボキシノニルグアニジニウム
カルボキシデカニルグアニジニウム
カルボキシインデカニルグアニジニウム
カルボキシドデカニルグアニジニウム
カルボキシトリデカニルグアニジニウム
カルボキシテトラデカニルグアニジニウム
カルボキシペンダデカニルグアニジニウム
カルボキシヘキサデカニルグアニジニウム
カルボキシヘプタデカニルグアニジニウム
カルボキシオクタデカニルグアニジニウム
カルボキシノナデカニルグアニジニウム
カルボキシイコサニルグアニジニウム
カルボキシブチルジメチルグアニジニウム
カルボキシペンチルジメチルグアニジニウム
カルボキシへキシルジメチルグアニジニウム
カルボキシへプチルジメチルグアニジニウム
カルボキシオクチルジメチルグアニジニウム
カルボキシノニルジメチルグアニジニウム
カルボキシデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシインデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシドデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシトリデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシテトラデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシペンダデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシヘキサデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシヘプタデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシオクタデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシノナデカニルジメチルグアニジニウム
カルボキシイコサニルジメチルグアニジニウム
カルボキシブチルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシペンチルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシへキシルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシへプチルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシオクチルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシノニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシインデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシドデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシトリデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシテトラデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシペンダデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシヘキサデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシヘプタデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシオクタデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシノナデカニルメチルフェニルグアニジニウム
カルボキシイコサニルメチルフェニルグアニジニウム
上記一般式(6)で示されるアンモニウム基として、以下の化合物を挙げることができる。
カルボキシブチルトリメチルアンモニウム
カルボキシペンチルトリメチルアンモニウム
カルボキシへキシルトリメチルアンモニウム
カルボキシへプチルトリメチルアンモニウム
カルボキシオクチルトリメチルアンモニウムメチルアンモニウム
カルボキシノニルトリメチルアンモニウム
カルボキシデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシインデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシドデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシトリデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシテトラデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシペンダデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシヘキサデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシヘプタデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシオクタデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシノナデカニルトリメチルアンモニウム
カルボキシイコサニルトリメチルアンモニウム
カルボキシブチルトリブチルアンモニウム
カルボキシペンチルトリブチルアンモニウム
カルボキシへキシルトリブチルアンモニウム
カルボキシへプチルトリブチルアンモニウム
カルボキシオクチルトリブチルアンモニウム
カルボキシノニルトリブチルアンモニウム
カルボキシデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシインデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシドデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシトリデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシテトラデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシペンダデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシヘキサデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシヘプタデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシオクタデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシノナデカニルトリブチルアンモニウム
カルボキシイコサニルトリブチルアンモニウム
カルボキシブチルトリエチルアンモニウム
カルボキシペンチルトリエチルアンモニウム
カルボキシへキシルトリエチルアンモニウム
カルボキシへプチルトリエチルアンモニウム
カルボキシオクチルトリエチルアンモニウム
カルボキシノニルトリエチルアンモニウム
カルボキシデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシインデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシドデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシトリデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシテトラデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシペンダデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシヘキサデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシヘプタデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシオクタデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシノナデカニルトリエチルアンモニウム
カルボキシイコサニルトリエチルアンモニウム
カルボキシブチルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシペンチルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシへキシルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシへプチルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシオクチルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシノニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシインデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシドデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシトリデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシテトラデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシペンダデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシヘキサデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシヘプタデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシオクタデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシノナデカニルトリヘキシルアンモニウム
カルボキシイコサニルトリヘキシルアンモニウム
上記のように構成される本発明の電解質組成物は、固体化(ゲル化)状態にある。
図1は、電池の概略断面図であり、電池10は、対向する一対の透明基板12a、12bを有する。透明基板12aには、透明導電膜14aが被着され、さらに、金属酸化物半導体層16が被着される。金属酸化物半導体層16には、増感色素層18が担持され、これにより1つの電極(半導体電極)を構成する。透明ガラス板12bには、透明導電膜14bが被着される。透明導電膜14bには、さらに、良導電性金属がスパッタ蒸着され(図示せず。)、これにより他の1つの電極(対極)を構成する。
透明導電膜14a、14bは、例えば、ITOであってもよくあるいはSnO2等であってもよい。
SnO2からなる透明導電膜が真空蒸着された透明基板(日本板ガラス社製、30オーム/□)に、ソラロニクス社製Dペースト(商品名Ti−Nanoxide D)を、塗布し、450℃で30分ベークすることにより、9μmの厚みのチタニア極(二酸化チタン半導体層)を作製した。ついで、チタニア極を形成した透明基板を、シス−ジ(チオシアネート)−N,N’ビス2,2’−ビピリジル−4,4’−ジカルボキシレート)ルテニウム(II)(cis-di(thiocyanato)-N,N’-bis(2,2’-bipyridyl-4,4’-dicarboxylato)ruthenium(II))(コジマ化学社製)を0.1質量%溶解したエタノール溶液中に浸漬した。
これとは別に、白金を含む透明導電膜がスパッタリングされた透明基板を対極として作製した。
電解質組成物は、以下の方法で得た。
すなわち、TiO2ナノ粒子(商品名P25:日本アエロジル社製、粒子直径21nm)を8−ブロモオクタン酸(8-bromooctanoic acid)を溶解したアセトニトリル溶液に加え、室温の暗室で一昼夜攪拌した。得られた混合物をろ過して得た固体をアセトニトリルで洗浄して8−ブロモオクタン酸残存物を除去し、さらに、乾燥して、8−ブロモオクタン酸が結合したTiO2ナノ粒子を得た。この8−ブロモオクタン酸が結合したTiO2ナノ粒子をメチルイミダゾールを溶解したアセトニトリルに添加し、、室温の暗室で一昼夜攪拌した。得られた混合物をろ過し得た固体をアセトニトリルで洗浄して、減圧下(真空下)で乾燥して、メチルイミダゾール(メチルイミダゾール基)と8−ブロモオクタン酸(8−ブロモオクタン酸基)の結合物(結合溶融塩分子A)で化学修飾されたTiO2ナノ粒子を得た。I2:300mM, LiI:500mM, t−ブチルピリジン(t-butylpyridine): 580mMを含むメチルプロピルイミダゾリウムヨウ化物(Methylpropylimidazoliumiodide)(含水5質量%)からなる電解液に上記修飾粒子を表1に示した割合(粒子/電解液=1)で加え、ゲル状の電解質組成物を得た。
そして、チタニア極を形成した透明基板のチタニア極上に電解質組成物を塗布し、50ミクロンのハイミラン(登録商標:三井デュポンケミカル社製樹脂)をスペーサーおよび接着剤として、電解質組成物を介してチタニア極を形成した透明基板に対極を重ねてセルを作製した。
作製したセルの面積は0.25cm2であり、ソーラーシミュレータ(YSS-50A:山下電装社製、AM1.5、100mW/cm2)で太陽電池効率(光電変換効率)を測定した。
電解質組成物の調製条件および太陽電池効率をそれぞれ表1に示す。
ナノ粒子、結合溶融塩分子の種類を表1に示すものに変えたほかは実施例1と同様の方法でセルを作成し、太陽電池効率を測定した。電解質組成物の調製条件および太陽電池効率をそれぞれ表1および表2〜表3に示す。
各実施例の粒子修飾分子が結合したナノ粒子は、図2に模式的に示したように、ナノ粒子(M1)の表面が官能基を末端に有する無数の長鎖化合物(M2)で覆われ、それぞれの長鎖化合物(M2)の反対側の末端に結合溶融塩分子(M3)が結合した形態を有する。
比較例1として、ナノ粒子としてTiO2を、および溶融塩イオンとしてメチルイミダゾールイオンを含むゲル状固形物を含む電解質組成物を用いたほかは、実施例1と同様の方法でセルを作成した。また、比較例2として、実施例の電解液のみを含む電解質組成物を用いたほかは、実施例1と同様の方法でセルを作成した。各比較例の電解質組成物の調製条件および太陽電池効率を表1に示す。
また、Cの数(炭化水素鎖の長さ)を大きくするほど太陽電池効率が向上することがわかる。
また、ナノ粒子および結合溶融塩分子のいずれも含まない電解液のみを用いた比較例2に比べて、比較例1では太陽電池効率が大きく低下しているのに対して、各実施例では太陽電池効率の低下が大幅に軽減されていることがわかる。
12a、12b 透明基板
14a、14b 透明導電膜
16 金属酸化物半導体層
18 増感色素層
20 セパレータ
22 電解質層
Claims (6)
- アンモニウム基もしくは含窒素複素環基が結合したナノ粒子、またはアンモニウム基もしくは含窒素複素環基が結合した多孔質無機膜を含むことを特徴とする電解質組成物。
- 前記ナノ粒子および前記多孔質無機膜がそれぞれ金属酸化物で形成されてなることを特徴とする請求項1記載の電解質組成物。
- 前記含窒素複素環基が、下記一般式(1)で示されるイミダゾリウム基、下記一般式(2)で示されるピリジニウム基、下記一般式(3)で示されるトリアゾリウム基、下記一般式(4)で示されるグアニジニウム基からなる群から選ばれる1または2以上であり、対応するアニオン基が、F−、Cl−、Br−、I−および下記一般式(5)で示される化合物からなる群から選ばれることを特徴とする請求項1記載の電解質組成物。
- 末端に官能基を有する非環式炭化水素基直鎖を介して前記アンモニウム基もしくは含窒素複素環基が前記ナノ粒子または前記多孔質無機膜を化学修飾してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電解質組成物。
- 表面に色素を吸着した半導体電極と、該半導体電極と対向して設けられる対極と、該半導体電極および該対極の間に設けられる電解質層を有する色素増感太陽電池において、
該電解質層が請求項1〜3のいずれか1項に記載の電解質組成物を有することを特徴とする色素増感太陽電池。
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