JP2010073495A - Dye-sensitized solar battery - Google Patents

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JP2010073495A JP2008239929A JP2008239929A JP2010073495A JP 2010073495 A JP2010073495 A JP 2010073495A JP 2008239929 A JP2008239929 A JP 2008239929A JP 2008239929 A JP2008239929 A JP 2008239929A JP 2010073495 A JP2010073495 A JP 2010073495A
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Masatoshi Yuasa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dye-sensitized solar battery excellent in conversion efficiency and capable of being used for a long period as well. <P>SOLUTION: The dye-sensitized solar battery is provided with a hard transparent substrate composed of and hardened from silicone resin having a main component of poly-organo silsesquioxane as expressed in a formula (1) (RSiO<SB>1.5</SB>)m(RSiO<SB>0.5</SB>)n and having a basket type structure in a structure unit, wherein R is an unsaturated group as shown (a) -R<SP>1</SP>-OCO-CR<SP>2</SP>=CH<SB>2</SB>, (b) -R<SP>1</SP>-CR<SP>2</SP>=CH<SB>2</SB>, or (c) -CH=CH<SB>2</SB>, an alkyl group, a cyclo alkyl group, a cyclo alkenyl group, a phenyl group, a hydrogen atom, an alkoxyl group, or alkylsiloxy group, and a plurality of R's in the formula (1) can be different from each other, but at least one shall contain either (a), (b) or (c), and R<SP>1</SP>is an alkylene group, an alkylene group, or a phenylene group, R<SP>2</SP>is hydrogen or an alkyl group, and m=8 to 16 and n=0 to 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、新規な硬質透明基板を用いて得た色素増感太陽電池に関する。   The present invention relates to a dye-sensitized solar cell obtained using a novel hard transparent substrate.

色素増感太陽電池はクリーンなエネルギーとして注目されており、その技術の進歩はめざましいものがある。特に、低コスト化、かつ高変換効率という特徴から実用化の期待は大きい。   Dye-sensitized solar cells are attracting attention as clean energy, and there are remarkable advances in technology. In particular, there are great expectations for practical use due to the features of low cost and high conversion efficiency.

一般に、色素増感太陽電池は、基板上に、透明導電層、多孔質の金属酸化物半導体層、電解質層及び導電層が積層された構造を有し、この基板については、これまで主にガラス基板が用いられている。ところが、ガラス基板は厚型で重く、また、割れやすいといった欠点があり、例えば屋外の屋根等に設置する場合などには作業性に問題が生じることがある。加えて、太陽電池の薄型化や軽量化の要請もあり、近時では、可撓性のあるプラスチックフィルムを基板に用いたフレキシブルタイプの太陽電池の実用化が進みつあり、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリカーボネート等の樹脂薄膜を基板に使用した太陽電池が既に提案されている(例えば特許文献1参照)。   In general, a dye-sensitized solar cell has a structure in which a transparent conductive layer, a porous metal oxide semiconductor layer, an electrolyte layer, and a conductive layer are laminated on a substrate. A substrate is used. However, the glass substrate is thick and heavy, and has a drawback of being easily broken, and there may be a problem in workability when it is installed on an outdoor roof or the like. In addition, there has been a demand for thinner and lighter solar cells. Recently, flexible solar cells using a flexible plastic film as a substrate have been put into practical use and have flexibility. A solar cell using a resin thin film such as polyethylene terephthalate resin (PET) or polycarbonate as a substrate has already been proposed (see, for example, Patent Document 1).

一般的に、色素増感太陽電池の重要な特性である変換効率は、酸化チタン等の金属酸化物半導体層を製膜する焼成温度に依存し、変換効率を向上させるためには焼成温度を高温にする必要がある。従来のように硬質透明基板としてガラス基板を用いるタイプの場合には、通常、300℃以上で成膜しているが、上記の様にプラスチックフィルムを用いる場合には、耐熱性の点から150℃以下での成膜となり、必然的に変換効率が低下する。そのため、得られた太陽電池の特性は不十分である。また、屋外で長期間使用する場合には、基板のプラスチックフィルムが特に紫外光によって黄変劣化し透明性が低下することで、太陽光を十分取り込めないため発電量が低下する。
特開昭55−4994号公報
In general, conversion efficiency, which is an important characteristic of dye-sensitized solar cells, depends on the firing temperature at which a metal oxide semiconductor layer such as titanium oxide is formed. To improve the conversion efficiency, the firing temperature is increased. It is necessary to. In the case of a type using a glass substrate as a hard transparent substrate as in the prior art, the film is usually formed at 300 ° C. or higher. However, when using a plastic film as described above, 150 ° C. from the viewpoint of heat resistance. The film formation is as follows, and the conversion efficiency is inevitably lowered. Therefore, the characteristics of the obtained solar cell are insufficient. In addition, when used outdoors for a long period of time, the plastic film on the substrate is particularly yellowed and deteriorated by ultraviolet light, and the transparency is lowered. Therefore, the amount of power generation is reduced because sunlight cannot be taken in sufficiently.
Japanese Patent Laid-Open No. 55-4994

したがって、本発明の目的は、無機ガラスのような強度、透明性、耐熱性、耐光性及び寸法安定性を備えると共に、プラスチックのような高靭性及び加工性を備え、尚且つ耐屈曲性にも優れた硬質透明基板を利用することで、変換効率に優れると共に長期に亘って使用可能な色素増感太陽電池を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to provide strength, transparency, heat resistance, light resistance and dimensional stability like inorganic glass, as well as high toughness and workability like plastic, and also to bend resistance. An object of the present invention is to provide a dye-sensitized solar cell that has excellent conversion efficiency and can be used for a long time by using an excellent hard transparent substrate.

本発明者等は、色素増感太陽電池で従来用いられているガラス基板に代わる可撓性を有した基板について、上記で説明したような問題点を解消するべく鋭意検討した結果、かご型構造を有するポリオルガノシルセスキオキサンを主たる成分とするシリコーン樹脂が、ガラス基板と樹脂フィルム基板とが備える優れた性能をあわせ持つと共に耐屈曲性に優れ、尚且つ、このシリコーン樹脂を硬化させて得た硬質透明基板を用いれば、金属酸化物半導体層の高温での成膜が可能であることを見出し、本発明を完成した。   As a result of diligent investigations to solve the problems described above, the present inventors have obtained a cage-type structure with respect to a flexible substrate that replaces the glass substrate conventionally used in dye-sensitized solar cells. A silicone resin mainly composed of polyorganosilsesquioxane having a combination of the excellent performance of a glass substrate and a resin film substrate, excellent flex resistance, and curing this silicone resin. It was found that if a hard transparent substrate was used, the metal oxide semiconductor layer could be formed at a high temperature, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、少なくとも硬質透明基板上に透明導電層、多孔質の金属酸化物半導体層を順に積層し、該金属酸化物半導体層に色素を吸着させてなる光電極と、導電層を有する対向電極と、該光電極及び該対向電極の間に介在される電解質層とを備えてなる色素増感太陽電池であって、硬質透明基板が下記一般式(1)
(RSiO1.5m(RSiO0.5n (1)
〔但し、Rは(a)-R1-OCO-CR2=CH2、(b)-R1-CR2=CH2若しくは(c)-CH=CH2で示される不飽和基、アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、フェニル基、水素原子、アルコキシル基、又はアルキルシロキシ基であり、式(1)における複数のRは互いに異なるものであってもよいが、少なくとも1つは上記(a)、(b)又は(c)のいずれかを含み、R1はアルキレン基、アルキリデン基又はフェニレン基を示し、R2は水素又はアルキル基を示し、m=8〜16、n=0〜4の数を示す。〕で表されて、構造単位中にかご型構造を有するポリオルガノシルセスキオキサンを主たる成分とするシリコーン樹脂を硬化させてなることを特徴とする色素増感太陽電池である。
That is, the present invention has a photoelectrode in which a transparent conductive layer and a porous metal oxide semiconductor layer are sequentially laminated on at least a hard transparent substrate, and a dye is adsorbed on the metal oxide semiconductor layer, and a conductive layer. A dye-sensitized solar cell comprising a counter electrode, and the photoelectrode and an electrolyte layer interposed between the counter electrode, wherein the hard transparent substrate has the following general formula (1)
(RSiO 1.5 ) m (RSiO 0.5 ) n (1)
[However, R is an unsaturated group or alkyl group represented by (a) -R 1 —OCO—CR 2 ═CH 2 , (b) —R 1 —CR 2 ═CH 2 or (c) —CH═CH 2 ) , A cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, a phenyl group, a hydrogen atom, an alkoxyl group, or an alkylsiloxy group, and a plurality of R in the formula (1) may be different from each other, but at least one of the above ( any one of a), (b) or (c), R 1 represents an alkylene group, an alkylidene group or a phenylene group, R 2 represents hydrogen or an alkyl group, m = 8 to 16, n = 0 to The number 4 is shown. It is a dye-sensitized solar cell obtained by curing a silicone resin mainly composed of a polyorganosilsesquioxane having a cage structure in a structural unit.

本発明においては、上記シリコーン樹脂に対して、分子中に少なくとも1つのヒドロシリル基を有する化合物及び/又はエチレン性不飽和基を有する化合物を配合し、さらにヒドロシリル化触媒及び/又はラジカル開始剤を配合して硬化性樹脂組成物を得た後、この硬化性樹脂組成物を熱硬化又は光硬化させて硬質透明基板を得るようにしてもよい。   In the present invention, a compound having at least one hydrosilyl group and / or a compound having an ethylenically unsaturated group in the molecule is blended with the silicone resin, and a hydrosilylation catalyst and / or a radical initiator is blended. Then, after obtaining a curable resin composition, the curable resin composition may be heat-cured or photocured to obtain a hard transparent substrate.

以下、本発明を具体的に説明する。
本発明における色素増感太陽電池を構成する硬質透明基板は、以下で具体的に説明するようなシリコーン樹脂を硬化させたものからなる。すなわち、本発明に用いられるシリコーン樹脂は、上記一般式(1)で表されて、構造単位中にかご型構造を有するポリオルガノシルセスキオキサン(以下、「かご型ポリオルガノシルセスキオキサン」ともいう)を主成分とする。ここで、構造単位は、具体的には一般式(1)においてm又はnで表される繰返し単位を意味し、また、かご型構造を有するポリオルガノシルセスキオキサンは、下記で説明するように、三次元多面体構造骨格とRにより構成されるが、このうち三次元多面体構造骨格の一部が開環したもの(すなわち不完全なかご型構造)も含むものとする。
The present invention will be specifically described below.
The hard transparent substrate constituting the dye-sensitized solar cell in the present invention is formed by curing a silicone resin as specifically described below. That is, the silicone resin used in the present invention is a polyorganosilsesquioxane represented by the above general formula (1) and having a cage structure in the structural unit (hereinafter referred to as “cage polyorganosilsesquioxane”). (Also called) as the main component. Here, the structural unit specifically means a repeating unit represented by m or n in the general formula (1), and the polyorganosilsesquioxane having a cage structure will be described below. In addition, the three-dimensional polyhedral structure skeleton and R are included, and among these, a structure in which a part of the three-dimensional polyhedral structure skeleton is opened (that is, an incomplete cage structure) is also included.

ここで、一般式(1)中、Rの少なくとも1つは、上記(a)、(b)又は(c)で表される不飽和基であることが必要であり、これらの不飽和基の具体例を示せば、3-メタアクリロキシプロピル基、3-アクリロキシプロピル基、アリール基、ビニル基、及びスチリル基等が挙げられる。   Here, in general formula (1), at least one of R needs to be the unsaturated group represented by the above (a), (b) or (c), and these unsaturated groups Specific examples include 3-methacryloxypropyl group, 3-acryloxypropyl group, aryl group, vinyl group, and styryl group.

本発明のシリコーン樹脂には、かご型構造を有するポリオルガノシルセスキオキサン以外に以下の構造を示すかご構造を含まないシリコーン樹脂がふくまれてもよく、その割合は30wt%未満であることが望ましい。

Figure 2010073495
(上記各式中、Rの少なくとも一部は一般式(1)で表される基を示し、また、lは繰返し数を示す。なお、lの範囲は特に限定されないが、通常、2〜30である。) In addition to the polyorganosilsesquioxane having a cage structure, the silicone resin of the present invention may include a silicone resin not including a cage structure having the following structure, and the ratio may be less than 30 wt%. desirable.
Figure 2010073495
(In each of the above formulas, at least a part of R represents a group represented by the general formula (1), and l represents the number of repetitions. The range of l is not particularly limited, but is usually 2-30. .)

一般式(1)は、三次元多面体構造骨格とRとにより構成されたかご型シロキサンを表すが、その一例として、一般式(1)中のmが8でありnが0である場合を下記構造式(3)に、mが10でありnが0である場合を下記構造式(4)に、mが12でありnが0である場合を下記構造式(5)に、及びmが8でありnが2である場合を下記構造式(6)にそれぞれ示す。但し、一般式(1)で表されるシリコーン樹脂は、これらの構造式(3)、(4)、(5)及び(6)に示すものに限られない。

Figure 2010073495
The general formula (1) represents a cage siloxane composed of a three-dimensional polyhedral structure skeleton and R. As an example, a case where m in the general formula (1) is 8 and n is 0 is shown below. In the structural formula (3), the case where m is 10 and n is 0 is the following structural formula (4), the case where m is 12 and n is 0 is the following structural formula (5), and m is The cases where n is 8 and n is 2 are shown in the following structural formula (6). However, the silicone resin represented by the general formula (1) is not limited to those shown in the structural formulas (3), (4), (5), and (6).
Figure 2010073495

上記構造式(3)、(4)、及び(5)で表されるかご型シロキサンについては、下記一般式(7)
RSiX3 (7)
〔但し、Rは(a)-R1-OCO-CR2=CH2、(b)-R1-CR2=CH2若しくは(c)-CH=CH2で示される不飽和基、アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、フェニル基、水素原子、アルコキシル基、又はアルキルシロキシ基であり、R1はアルキレン基、アルキリデン基又はフェニレン基を示し、R2は水素又はアルキル基を示す。また、Xはアルコキシ基、ハロゲン原子、及びヒドロキシル基からなる群から選ばれた1種の加水分解性基を示す〕で表されるケイ素化合物を単独又は複数用いて、塩基性触媒下、非極性溶媒と極性溶媒のうち1つもしくは両方合わせた溶媒で加水分解すると共に一部縮合させることにより得ることができる。
The cage siloxane represented by the structural formulas (3), (4), and (5) is represented by the following general formula (7).
RSix 3 (7)
[However, R is an unsaturated group or alkyl group represented by (a) -R 1 -OCO-CR 2 = CH 2 , (b) -R 1 -CR 2 = CH 2 or (c) -CH = CH 2 , A cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, a phenyl group, a hydrogen atom, an alkoxyl group, or an alkylsiloxy group, R 1 represents an alkylene group, an alkylidene group, or a phenylene group, and R 2 represents a hydrogen or an alkyl group. X represents one kind of hydrolyzable group selected from the group consisting of an alkoxy group, a halogen atom, and a hydroxyl group. It can be obtained by hydrolysis and partial condensation with one or both of a solvent and a polar solvent.

また、上記構造式(6)で表されるかご型シロキサンは、構造式(3)、(4)又は(5)で表されるかご型シロキサンを更に非極性溶媒及び塩基性触媒の存在下で再縮合させて得られた再縮合物にジシロキサン化合物を平衡化反応させて得ることができる。   In addition, the cage siloxane represented by the structural formula (6) is the same as the cage siloxane represented by the structural formula (3), (4) or (5) in the presence of a nonpolar solvent and a basic catalyst. The recondensate obtained by recondensation can be obtained by equilibrating a disiloxane compound.

構造式(3)〜(6)のかご型シロキサンを得る際に用いる極性溶媒については、例えばメタノール、エタノール、2−プロパノール、アルコール類などを挙げることができる。また、非極性溶媒については、例えばトルエン、キシレン、ベンゼン等を挙げることができる。また、塩基性触媒については、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド等の水酸化アンモニウム塩を挙げることができる。なかでも、触媒活性が高いことからテトラメチルアンモニウムヒドロキシドが好ましく用いられる。なお、塩基性触媒は、通常、水溶液として使用される。   Examples of the polar solvent used in obtaining the cage siloxanes of the structural formulas (3) to (6) include methanol, ethanol, 2-propanol, and alcohols. Moreover, about a nonpolar solvent, toluene, xylene, benzene etc. can be mentioned, for example. Examples of the basic catalyst include ammonium hydroxide salts such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, and benzyltriethylammonium hydroxide. Of these, tetramethylammonium hydroxide is preferably used because of its high catalytic activity. The basic catalyst is usually used as an aqueous solution.

また、本発明においては、上記シリコーン樹脂に対し、分子中に少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、又は分子中に少なくともヒドロシリル基を有する化合物のいずれか一方を配合して硬化性樹脂組成物としてもよく、これら両方を配合して硬化性樹脂組成物としてもよい。そして、このような硬化性樹脂組成物を熱硬化又は光硬化させて硬質透明基板を得るようにしてもよい。ここで、分子中に少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する化合物を配合する場合には、硬化性樹脂組成物中にラジカル開始剤を含めるようにするのがよく、分子中に少なくともヒドロシリル基を有する化合物を配合する場合には、硬化性樹脂組成物中にヒドロシリル化触媒を含めるようにするのがよい。   In the present invention, the silicone resin is compounded with either a compound having at least one ethylenically unsaturated double bond in the molecule or a compound having at least a hydrosilyl group in the molecule. It is good also as a resin composition, and it is good also considering these both as a curable resin composition. And you may make it obtain such a hard transparent substrate by thermosetting or photocuring such a curable resin composition. Here, when a compound having at least one ethylenically unsaturated double bond is included in the molecule, it is preferable to include a radical initiator in the curable resin composition, and at least hydrosilylation in the molecule. When a compound having a group is blended, a hydrosilylation catalyst is preferably included in the curable resin composition.

上記分子中に少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する化合物については、シリコーン樹脂とラジカル共重合が可能な不飽和化合物であればよいが、上記シリコーン樹脂に配合するのに適したものとしては、その構造単位の繰り返し数が2〜20程度の重合体である反応性オリゴマーと、低分子量かつ低粘度の反応性モノマーとに大別される。また、不飽和基を1個有する単官能不飽和化合物と2個以上有する多官能不飽和化合物とにも大別できる。良好な3次元架橋体を得るためには、多官能不飽和化合物を極少量(1%以下程度)含むことがよいが、共重合体の耐熱性、強度等を期待する場合には1分子当たり平均1.1個以上、好ましくは1.5個以上、より好ましくは1.6〜5個とすることがよい。このためには、単官能不飽和化合物と不飽和基を2〜5個有する多官能不飽和化合物とを混合使用して、平均の官能基数を調整するのがよい。   The compound having at least one ethylenically unsaturated double bond in the molecule may be any unsaturated compound capable of radical copolymerization with a silicone resin, but is suitable for blending with the silicone resin. Are roughly classified into a reactive oligomer which is a polymer having about 2 to 20 repeating structural units, and a reactive monomer having a low molecular weight and a low viscosity. Further, it can be broadly classified into a monofunctional unsaturated compound having one unsaturated group and a polyfunctional unsaturated compound having two or more. In order to obtain a good three-dimensional cross-linked product, it is preferable to contain a very small amount of polyfunctional unsaturated compound (about 1% or less), but per molecule when the heat resistance and strength of the copolymer are expected. The average is 1.1 or more, preferably 1.5 or more, and more preferably 1.6 to 5. For this purpose, it is preferable to adjust the average number of functional groups using a mixture of a monofunctional unsaturated compound and a polyfunctional unsaturated compound having 2 to 5 unsaturated groups.

具体的には、反応性オリゴマーとして、例えばエポキシアクリレート、エポキシ化油アクリレート、ウレタンアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ビニルアクリレート、ポリエン/チオール、シリコーンアクリレート、ポリブタジエン、ポリスチリルエチルメタクリレート等を例示することができる。これらには、単官能不飽和化合物と多官能不飽和化合物があり、反応性の単官能モノマーとしては、スチレン、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、n−デシルアクリレート、イソボニルアクリレート、ジシクロペンテニロキシエチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート等を例示することができる。また、反応性の多官能モノマーとしては、一般式(2)以外の不飽和化合物であるトリプロピレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等を例示することができる。   Specifically, as reactive oligomers, for example, epoxy acrylate, epoxidized oil acrylate, urethane acrylate, unsaturated polyester, polyester acrylate, polyether acrylate, vinyl acrylate, polyene / thiol, silicone acrylate, polybutadiene, polystyrylethyl methacrylate, etc. Can be illustrated. These include monofunctional unsaturated compounds and polyfunctional unsaturated compounds, and reactive monofunctional monomers include styrene, vinyl acetate, N-vinylpyrrolidone, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-hexyl acrylate, Examples include cyclohexyl acrylate, n-decyl acrylate, isobornyl acrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, trifluoroethyl methacrylate, and the like. In addition, reactive polyfunctional monomers include unsaturated compounds other than the general formula (2) such as tripropylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, bisphenol A diglycidyl ether diacrylate, and tetraethylene glycol diacrylate. Examples thereof include acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and the like.

本発明で使用することができる分子中に少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、上記で例示したもの以外に、各種反応性オリゴマー又はモノマーを用いることができる。また、これらの反応性オリゴマーやモノマーは、それぞれ単独で使用しても、2種類以上を混合して使用してもよい。これらをラジカル共重合することにより、同様に、シリコーン樹脂共重合体を得ることができる。   As the compound having at least one ethylenically unsaturated double bond in the molecule that can be used in the present invention, various reactive oligomers or monomers can be used in addition to those exemplified above. These reactive oligomers and monomers may be used alone or in combination of two or more. Similarly, a silicone resin copolymer can be obtained by radical copolymerization thereof.

分子中に少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する化合物と共に配合されるラジカル開始剤としては、光重合開始剤又は熱重合開始剤を用いるようにすればよい。ここで、光重合開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、チオキサンソン系、アシルホスフィンオキサイド系等の化合物を好適に使用することができる。具体的には、トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-フェニル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルホリノプロパン-1-オン、ベンゾインメチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、チオキサンソン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、カンファーキノン、ベンジル、アンスラキノン、ミヒラーケトン等を例示することができる。また、光重合開始剤と組み合わせて効果を発揮する光開始助剤や鋭感剤を併用することもできる。これら光重合開始剤は単独で使用しても、2種類以上を混合して使用してもよい。   As a radical initiator to be blended with a compound having at least one ethylenically unsaturated double bond in the molecule, a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator may be used. Here, as the photopolymerization initiator, compounds such as acetophenone-based, benzoin-based, benzophenone-based, thioxanthone-based, and acylphosphine oxide-based compounds can be suitably used. Specifically, trichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1-phenyl-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2 -Morpholinopropan-1-one, benzoin methyl ether, benzyldimethyl ketal, benzophenone, thioxanthone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, camphorquinone, benzyl, anthraquinone, Michler's ketone, etc. can do. Moreover, the photoinitiator adjuvant and the sharpening agent which show an effect in combination with a photoinitiator can also be used together. These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

また、上記目的で使用される熱重合開始剤としては、ケトンパーオキサイド系、パーオキシケタール系、ハイドロパーオキサイド系、ジアルキルパーオキサイド系、ジアシルパーオキサイド系、パーオキシジカーボネート系、パーオキシエステル系など各種の有機過酸化物を好適に使用することができる。具体的にはシクロヘキサノンパーオキサイド、1,1-ビス(t-ヘキサパーオキシ)シクロヘキシサノン、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキサイド、t-ブチルパオキシー2-エチルヘキサノエート等を例示する事ができるが、これに何ら制限されるものではない。また、これら熱重合開始剤は単独で使用しても、2種類以上を混合して使用してもよい。   In addition, as the thermal polymerization initiator used for the above purpose, ketone peroxide, peroxyketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxydicarbonate, peroxyester Various organic peroxides can be suitably used. Specifically, cyclohexanone peroxide, 1,1-bis (t-hexaperoxy) cyclohexanone, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, diisopropyl peroxide, t-butyl peroxide-2-ethyl Although hexanoate etc. can be illustrated, it is not restrict | limited at all to this. These thermal polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

ラジカル開始剤として光重合開始剤又は熱重合開始剤を配合する場合、その添加量はシリコーン樹脂100重量部に対して0.1〜5重量部の範囲とするのがよく、0.1〜3重量部の範囲とするのがより好ましい。この添加量が0.1重量部に満たないと硬化が不十分となり、得られる基板の強度や剛性が低くなる。一方、5重量部を超えると基板の着色等の問題が生じるおそれがある。   When a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator is blended as a radical initiator, the amount added should be in the range of 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silicone resin. It is more preferable to use the range of parts by weight. If this addition amount is less than 0.1 parts by weight, curing is insufficient and the strength and rigidity of the resulting substrate are lowered. On the other hand, if it exceeds 5 parts by weight, problems such as coloring of the substrate may occur.

一方、上記分子中に少なくともヒドロシリル基を有する化合物について、好ましくは、分子中に少なくとも1つ以上のヒドロシリル化可能な水素原子をケイ素原子上に有しているオリゴマー及びモノマーであるのがよい。ケイ素原子上に水素原子を有しているオリゴマーとしては、ポリハイドロジェンシロキサン類、ポリジメチルヒロドシロキシシロキサン類及びその共重合体、末端がジメチルヒドロシロキシで修飾されたシロキサン等が挙げられる。また、ケイ素原子上に水素原子を有しているモノマーとしては、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ペンタメチルシクロペンタ等の環状シロキサン類、ジヒドロジシロキサン類、トリヒドロモノシラン類、ジヒドロモノシラン類、モノヒドロモノシラン類、ジメチルシロキシシロキサン類等を例示することができる。これらについては2種類以上混合してもよい。   On the other hand, the compound having at least a hydrosilyl group in the molecule is preferably an oligomer or monomer having at least one hydrosilylatable hydrogen atom on the silicon atom in the molecule. Examples of the oligomer having a hydrogen atom on a silicon atom include polyhydrogensiloxanes, polydimethylhydroxysiloxanes and copolymers thereof, and siloxanes whose ends are modified with dimethylhydrosiloxy. Examples of the monomer having a hydrogen atom on a silicon atom include cyclic siloxanes such as tetramethylcyclotetrasiloxane and pentamethylcyclopenta, dihydrodisiloxanes, trihydromonosilanes, dihydromonosilanes, and monohydromonosilanes. And dimethylsiloxysiloxanes. Two or more of these may be mixed.

分子中に少なくともヒドロシリル基を有する化合物と共に配合されるヒドロシリル化触媒については、塩化第2白金、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコール、アルデヒド、ケトンとの錯体、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金とビニルシロキサンとの錯体、ジカルボニルジクロロ白金及びパラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の白金族金属系触媒が挙げられる。これらの中で、触媒活性の点から、塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、及び白金とビニルシロキサンとの錯体から選ばれたものが好ましい。また、これらを単独で使用してもよく、2種類以上併用してもよい。   For hydrosilylation catalysts formulated with compounds having at least a hydrosilyl group in the molecule, platinum chloride, chloroplatinic acid, chloroplatinic acid and alcohol, aldehyde, ketone complex, chloroplatinic acid and olefin complex And platinum group metal catalysts such as platinum and vinylsiloxane complexes, dicarbonyldichloroplatinum and palladium catalysts, rhodium catalysts, and the like. Among these, those selected from chloroplatinic acid, complexes of chloroplatinic acid and olefins, and complexes of platinum and vinylsiloxane are preferable from the viewpoint of catalytic activity. Moreover, these may be used independently and may be used together 2 or more types.

上記ヒドロシリル化触媒を配合する場合、その添加量はシリコーン樹脂の重量に対し金属原子として1〜1000ppm、より好ましくは20〜500ppmの範囲で添加するのがよい。また、ヒドロシリル化触媒を単独で使用してもよく、先に説明したラジカル開始剤と組み合わせて2種類以上併用して用いることもできる。   When the hydrosilylation catalyst is blended, the amount added is preferably 1 to 1000 ppm, more preferably 20 to 500 ppm as a metal atom based on the weight of the silicone resin. Further, the hydrosilylation catalyst may be used alone or in combination with two or more of the radical initiators described above.

本発明において、上記シリコーン樹脂を含んだ硬化性樹脂組成物を得る際には、シリコーン樹脂を硬化させて硬質透明基板を得る目的や、硬質透明基板の物性を改良する目的から、分子中に少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、分子中に少なくともヒドロシリル基を有する化合物、ラジカル開始剤、ヒドロシリル化触媒等を適宜選択して配合すればよい。すなわち、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物やヒドロシリル基を有する化合物を配合した場合には、反応を促進する添加剤としてヒドロシリル化触媒やラジカル開始剤(熱重合開始剤や光重合開始剤)を配合すればよく、更に、熱重合促進剤、光開始助剤、鋭感剤等を配合してもよい。また、本発明の目的から外れない範囲であれば、有機/無機フィラー、可塑剤、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤、離型剤、発泡剤、核剤、着色剤、架橋剤、分散助剤、樹脂成分等の各種添加剤を添加することもできる。   In the present invention, when obtaining the curable resin composition containing the silicone resin, at least in the molecule for the purpose of obtaining a rigid transparent substrate by curing the silicone resin and improving the physical properties of the rigid transparent substrate. A compound having one ethylenically unsaturated double bond, a compound having at least a hydrosilyl group in the molecule, a radical initiator, a hydrosilylation catalyst, and the like may be appropriately selected and blended. That is, when a compound having an ethylenically unsaturated double bond or a compound having a hydrosilyl group is blended, a hydrosilylation catalyst or radical initiator (thermal polymerization initiator or photopolymerization initiator) is used as an additive for promoting the reaction. In addition, a thermal polymerization accelerator, a photoinitiator assistant, a sharpener, and the like may be added. In addition, organic / inorganic fillers, plasticizers, flame retardants, thermal stabilizers, antioxidants, light stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, antistatic agents, mold release agents are within the scope of the present invention. Various additives such as a foaming agent, a nucleating agent, a colorant, a crosslinking agent, a dispersion aid, and a resin component can also be added.

本発明においては、目的とする色素増感太陽電池の種類や用途等に応じて、硬化性樹脂組成物を所定の形状に成形し、加熱又は光照射によって硬化させることで硬質透明基板を得るようにすればよい。ここで、加熱によって共重合体(硬質透明基板)を得る場合、その温度は熱重合開始剤と促進剤の選択により、室温から200℃前後までの広い範囲から選択することができる。一方、光照射によって硬質透明基板を得る場合、波長100〜400nmの紫外線や波長400〜700nmの可視光線を照射することで、硬化させることができる。用いる光の波長は特に制限されるものではないが、特に波長200〜400nmの近紫外線が好適に用いられる。紫外線発生源として用いられるランプとしては、低圧水銀ランプ(出力:0.4〜4W/cm)、高圧水銀ランプ(40〜160W/cm)、超高圧水銀ランプ(173〜435W/cm)、メタルハライドランプ(80〜160W/cm)、パルスキセノンランプ(80〜120W/cm)、無電極放電ランプ(80〜120W/cm)等を例示することができる。これらの紫外線ランプは、各々その分光分布に特徴があるため、使用する光開始剤の種類に応じて選定される。   In the present invention, a hard transparent substrate is obtained by molding a curable resin composition into a predetermined shape and curing it by heating or light irradiation according to the type and application of the target dye-sensitized solar cell. You can do it. Here, when a copolymer (hard transparent substrate) is obtained by heating, the temperature can be selected from a wide range from room temperature to around 200 ° C., depending on the selection of a thermal polymerization initiator and an accelerator. On the other hand, when obtaining a hard transparent substrate by light irradiation, it can be cured by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 100 to 400 nm or visible rays having a wavelength of 400 to 700 nm. The wavelength of the light to be used is not particularly limited, but near ultraviolet light having a wavelength of 200 to 400 nm is particularly preferably used. The lamps used as ultraviolet light sources include low-pressure mercury lamps (output: 0.4 to 4 W / cm), high-pressure mercury lamps (40 to 160 W / cm), ultra-high pressure mercury lamps (173 to 435 W / cm), metal halide lamps (80 ˜160 W / cm), pulse xenon lamp (80 to 120 W / cm), electrodeless discharge lamp (80 to 120 W / cm), and the like. Each of these ultraviolet lamps is characterized by its spectral distribution, and is therefore selected according to the type of photoinitiator used.

得られる硬質透明基板の厚みについては、可撓性の観点から、好ましくは5〜500μmであるのがよい。厚みが5μmより薄くなると、金属酸化物半導体層を積層した場合、積層時に加わる熱応力を緩和しきれずに硬質透明基板が変形するおそれがある。反対に、厚みが500μmを越えると可撓性に欠け、可撓性の基板を用いる利点の一つである連続ロールアップが困難になる。   The thickness of the hard transparent substrate obtained is preferably 5 to 500 μm from the viewpoint of flexibility. When the thickness is less than 5 μm, when the metal oxide semiconductor layer is laminated, the hard transparent substrate may be deformed without alleviating the thermal stress applied during the lamination. On the other hand, when the thickness exceeds 500 μm, flexibility is insufficient, and continuous rollup, which is one of the advantages of using a flexible substrate, becomes difficult.

本発明における硬質透明基板として、上記硬化性樹脂組成物を透明プラスチックフィルムの少なくとも片面に流延塗布し、硬化させてなるフィルム積層体を用いることもできる。透明プラスチックフィルムにおいては、この透明プラスチックフィルムについてはガラス転移温度(耐熱温度)が70℃以上であるものを用いるのがよい。ガラス転移温度が70℃未満であると金属酸化物半導体層を積層した場合に加わる熱応力を緩和しきれずに硬質透明基板が変形するおそれがある。そして、ガラス転移温度が220℃以下の透明プラスチックフィルムが有効である。透明プラスチックフィルムの耐熱温度が220℃を越える場合、これらのフィルムは十分に耐熱性を有しており、本発明である積層体構造を作成する意図が小さくなるものである。   As the hard transparent substrate in the present invention, a film laminate obtained by casting and curing the curable resin composition on at least one surface of a transparent plastic film can be used. In the transparent plastic film, it is preferable to use a transparent plastic film having a glass transition temperature (heat resistance temperature) of 70 ° C. or higher. If the glass transition temperature is less than 70 ° C., the hard transparent substrate may be deformed without alleviating the thermal stress applied when the metal oxide semiconductor layer is laminated. A transparent plastic film having a glass transition temperature of 220 ° C. or lower is effective. When the heat resistance temperature of the transparent plastic film exceeds 220 ° C., these films have sufficient heat resistance, and the intention of producing the laminate structure according to the present invention is reduced.

このような透明プラスチックフィルムの材質として、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PBT(ポリブチレンフタレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、COC(シクロオレフィンコポリマー)、PC(ポリカーボネート)、アセテート、アクリル、フッ化ビニル、ポリアミド、ポリアリレート、セロファン、ポリエーテルスルホン、ノルボルネン樹脂系等のフィルムを例示することができ、これらのフィルムを単独で、あるいは2種類以上を組み合わせて使用できる。特に耐熱性と透明性に優れ、諸特性のバランスのとれたPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、及びCOC(シクロオレフィンコポリマー)が好ましい。また、硬化性樹脂組成物を硬化した膜との密着性に優れた透明プラスチックフィルムを使用するのが望ましいが、硬化膜との密着性をより向上させるために、例えばフィルムの表面にコロナ放電処理、紫外線照射処理、プラズマ処理等の表面活性処理を行ってもよい。   Examples of such transparent plastic film materials include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PBT (polybutylene phthalate), COP (cycloolefin polymer), COC (cycloolefin copolymer), PC (polycarbonate), Examples of the film include acetate, acrylic, vinyl fluoride, polyamide, polyarylate, cellophane, polyethersulfone, and norbornene resin. These films can be used alone or in combination of two or more. In particular, PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), COP (cycloolefin polymer), and COC (cycloolefin copolymer), which are excellent in heat resistance and transparency and have various properties balanced, are preferable. In addition, it is desirable to use a transparent plastic film having excellent adhesion to the film obtained by curing the curable resin composition. In order to further improve the adhesion to the cured film, for example, corona discharge treatment is applied to the film surface. Surface activation treatment such as ultraviolet irradiation treatment or plasma treatment may be performed.

透明プラスチックフィルムの厚みについては、硬化膜との厚みの比率を満たすことが必要であるが、単独の厚みとしては好ましくは0.05mm以上であるのがよい。透明プラスチックフィルムの厚さが0.05mmに満たない場合、硬化性樹脂組成物の硬化時の収縮による変形の発生のおそれや塗工時の張力に耐えられないおそれがある。尚、透明プラスチックフィルムの表面形状については、平坦性を有するものであっても、表面に凹凸加工が施されているものであってもよい。ただし、透明性を阻害しない表面形状が好ましい。   About the thickness of a transparent plastic film, it is necessary to satisfy | fill the ratio of thickness with a cured film, However As an independent thickness, Preferably it is 0.05 mm or more. When the thickness of the transparent plastic film is less than 0.05 mm, there is a risk of deformation due to shrinkage at the time of curing of the curable resin composition, and there is a possibility that it cannot withstand the tension at the time of coating. In addition, about the surface shape of a transparent plastic film, even if it has flatness, the uneven | corrugated process may be given to the surface. However, a surface shape that does not hinder transparency is preferable.

硬化性樹脂組成物は、液状であることから公知の塗布装置で塗布できるが、塗布ヘッドを用いて硬化反応を起こすとゲル状の付着物が筋や異物の原因となるため、望ましくは塗布ヘッドには紫外線が当たらないようにするのがよい。塗布方式としては、グラビアコート、ロールコート、リバースコート、ナイフコート、ダイコート、リップコート、ドクターコート、エクストルージョンコート、スライドコート、ワイヤーバーコート、カーテンコート、押出コート、スピナーコート等の公知の方法を用いることができる。   Since the curable resin composition is in a liquid state, it can be applied with a known coating apparatus. However, if a curing reaction is caused by using a coating head, the gel-like deposits cause streaks and foreign matter, so that the coating head is desirable. It is better not to be exposed to UV rays. As a coating method, known methods such as gravure coating, roll coating, reverse coating, knife coating, die coating, lip coating, doctor coating, extrusion coating, slide coating, wire bar coating, curtain coating, extrusion coating, spinner coating, etc. Can be used.

硬化性樹脂組成物は、透明プラスチックフィルムに塗工し流延させた後、硬化を実施するが、硬化方法としては上記のように熱もしくは光硬化を用いることができる。   The curable resin composition is applied to a transparent plastic film and cast and then cured. As a curing method, heat or photocuring can be used as described above.

色素増感太陽電池の構造については特に制限されず、従来公知の構造を採用することができる。その一例が図1に示した光電極1、対向電極9及び電解質層6とからなる色素増感太陽電池である。ここで、光電極1は硬質透明基板2、透明導電層3、金属酸化物半導体層4、および金属酸化物半導体層4に担持された色素5から構成される。また、対向電極9は、図1のように透明導電層7と硬質透明基板8とから形成してもよく、硬質透明基板以外にポリエチレンテレフタレ−トやポリカーボネート等の透明フィルムと透明導電層とから形成してもよい。   The structure of the dye-sensitized solar cell is not particularly limited, and a conventionally known structure can be adopted. One example is a dye-sensitized solar cell including the photoelectrode 1, the counter electrode 9, and the electrolyte layer 6 shown in FIG. Here, the photoelectrode 1 includes a hard transparent substrate 2, a transparent conductive layer 3, a metal oxide semiconductor layer 4, and a dye 5 carried on the metal oxide semiconductor layer 4. The counter electrode 9 may be formed of a transparent conductive layer 7 and a hard transparent substrate 8 as shown in FIG. 1. In addition to the hard transparent substrate, a transparent film such as polyethylene terephthalate or polycarbonate and a transparent conductive layer You may form from.

硬質透明基板以外に本発明の色素増感太陽電池を形成する各材料は、特に限定されるものではなく、従来公知の材料を用いることが出来る。例えば、透明導電層3、7としては、フッ素やインジウムなどをドープされた酸化スズ、酸化亜鉛、およびその他の可視光領域の吸収が少なく導電性の透明導電体を用いることができる。また、金属酸化物半導体層4としては、n型半導体の性質を示す金属酸化物を用いることができる。具体的には亜鉛、ニオブ、錫、チタン、バナジウム、インジウム、タングステン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、マンガンの酸化物があげられる。また、SrTiO3、CaTiO3、BaTiO3、MgTiO3、SrNb26のようなペロブスカイト、あるいはこれらの複合酸化物または酸化物混合物なども使用することができる。更に、色素5としては、例えば、ルテニウム等の遷移金属錯体やフタロシアニン、ポルフィン等の金属あるいは非金属等を適宜用いることができる。更にまた、電解質層6は、例えばヨウ化物イオンおよびヨウ素の組み合わせからなるもの等の適宜の酸化還元体を用いて形成することができる。なお、酸化還元体は、これを溶解可能な適宜の溶媒を含む。 In addition to the hard transparent substrate, each material forming the dye-sensitized solar cell of the present invention is not particularly limited, and conventionally known materials can be used. For example, as the transparent conductive layers 3 and 7, tin oxide, zinc oxide doped with fluorine, indium, or the like, and other transparent transparent conductors with little absorption in the visible light region can be used. Further, as the metal oxide semiconductor layer 4, a metal oxide exhibiting n-type semiconductor properties can be used. Specific examples include oxides of zinc, niobium, tin, titanium, vanadium, indium, tungsten, tantalum, zirconium, molybdenum, and manganese. In addition, perovskites such as SrTiO 3 , CaTiO 3 , BaTiO 3 , MgTiO 3 , SrNb 2 O 6 , or complex oxides or oxide mixtures thereof can also be used. Furthermore, as the dye 5, for example, a transition metal complex such as ruthenium, a metal such as phthalocyanine or porphine, or a nonmetal can be used as appropriate. Furthermore, the electrolyte layer 6 can be formed using an appropriate redox material such as a combination of iodide ions and iodine. The redox form contains an appropriate solvent that can dissolve the redox form.

本発明の色素増感太陽電池を製造する方法は、特に限定されず従来公知の製法を採用することが出来る。その一例を以下に説明する。本発明の硬質透明基板2のどちらか一方の基板表面にスパッタリング法等の真空成膜プロセスにて透明導電層3を形成し、透明導電層3上に金属酸化物ゾルを塗工した後、所定の温度−時間で焼成することで金属酸化物半導体層4を形成する。さらに、前記透明導電層3及び前記金属酸化物半導体4を形成した前記硬質透明基板2を、所定の溶媒に色素を溶解した色素溶液に浸漬し、金属酸化物半導体層4に色素を吸着・担持させることで、光電極1を得る。次に、光電極1と同様な方法により硬質透明基板8上に導電層7を形成した対向電極9をスペーサーを介して重ね合わせた後、電解質層6を形成する酸化還元体を注入し、シール剤で封止することで色素増感太陽電池を得ることができる。   The method for producing the dye-sensitized solar cell of the present invention is not particularly limited, and a conventionally known production method can be adopted. One example will be described below. The transparent conductive layer 3 is formed on the surface of either one of the hard transparent substrates 2 of the present invention by a vacuum film formation process such as sputtering, and a metal oxide sol is applied on the transparent conductive layer 3, The metal oxide semiconductor layer 4 is formed by baking at the temperature-time. Further, the hard transparent substrate 2 on which the transparent conductive layer 3 and the metal oxide semiconductor 4 are formed is immersed in a dye solution in which a dye is dissolved in a predetermined solvent, and the dye is adsorbed and supported on the metal oxide semiconductor layer 4. By doing so, the photoelectrode 1 is obtained. Next, after overlapping the counter electrode 9 having the conductive layer 7 formed on the hard transparent substrate 8 by a method similar to that of the photoelectrode 1 through a spacer, an oxidation-reduction body forming the electrolyte layer 6 is injected and sealed. A dye-sensitized solar cell can be obtained by sealing with an agent.

本発明の色素増感太陽電池は、基板にダメージを与える可能性のある近赤外線を遮蔽する目的で、硬質透明基板上に近赤外線遮蔽膜(IRカットフィルタ)を形成するようにしてもよい。IRカットフィルタは、金属もしくは金属酸化物の薄膜を前記硬質透明基板上に形成する方法や、屈折率の異なる金属もしくは金属酸化物薄膜を前記硬質透明基板上に多層に積層する方法により形成することができる。   In the dye-sensitized solar cell of the present invention, a near-infrared shielding film (IR cut filter) may be formed on a hard transparent substrate for the purpose of shielding near-infrared rays that may damage the substrate. The IR cut filter is formed by a method of forming a metal or metal oxide thin film on the hard transparent substrate, or a method of laminating metal or metal oxide thin films having different refractive indexes on the hard transparent substrate in multiple layers. Can do.

IRカットフィルタを得る際の金属もしくは金属酸化物の薄膜形成は特に制限はないが、例えば、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法などにより形成することができる。これらの方法では、通常100〜300℃程度の温度条件にて遮蔽膜を形成するために、形成時においてそり等が発生しない基板が好ましく、本発明の硬質透明基板はその耐熱性の点からも好適である。   The formation of a thin film of metal or metal oxide for obtaining an IR cut filter is not particularly limited, but can be formed by, for example, a CVD method, a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. In these methods, since the shielding film is usually formed under a temperature condition of about 100 to 300 ° C., a substrate that does not warp during the formation is preferable, and the hard transparent substrate of the present invention is also from the viewpoint of its heat resistance. Is preferred.

本発明の色素増感太陽電池は、ガラスのような強度、透明性、耐熱性、耐光性及び寸法安定性を備えると共に、プラスチックのような高靭性及び加工性を備え、尚且つ耐屈曲性にも優れた硬質透明基板を用いているため、薄型化や軽量化を図ることができ従来と比べて設置等の作業性も改善される。さらにこの硬質透明基板を用いれば、高温での成膜が可能となることから、変換効率も向上することが可能で、長期に亘って優れた耐久性を発揮する。   The dye-sensitized solar cell of the present invention has strength, transparency, heat resistance, light resistance and dimensional stability like glass, and has high toughness and workability like plastic, and is also flexible. In addition, since an excellent hard transparent substrate is used, it is possible to reduce the thickness and weight, and the workability such as installation is improved as compared with the conventional case. Furthermore, if this hard transparent substrate is used, film formation at a high temperature becomes possible, so that conversion efficiency can be improved and excellent durability can be exhibited over a long period of time.

以下、実施例等に基づいて本発明を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例等によりその範囲が限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples and the like. The scope of the present invention is not limited by these examples.

以下、本発明の実施例を示す。尚、下記の実施例に使用した硬化性樹脂は、下記の合成例に示した方法で得たものである。   Examples of the present invention will be described below. The curable resin used in the following examples was obtained by the method shown in the following synthesis examples.

<合成例1>
撹拌機、滴下ロート、及び温度計を備えた反応容器に、溶媒として2−プロパノール(IPA)40mlと塩基性触媒として5%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH水溶液)を装入した。滴下ロートにIPA15mlと3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(MTMS:東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製SZ−6300)12.69gを入れ、反応容器を撹拌しながら、室温でMTMSのIPA溶液を30分かけて滴下した。MTMS滴下終了後、加熱することなく2時間撹拌した。2時間撹拌後溶媒を減圧下で溶媒を除去し、トルエン50mlで溶解した。反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで加水分解生成物(シルセスキオキサン)を8.6g得た。このシルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。
<Synthesis Example 1>
A reaction vessel equipped with a stirrer, a dropping funnel, and a thermometer was charged with 40 ml of 2-propanol (IPA) as a solvent and a 5% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (TMAH aqueous solution) as a basic catalyst. Into the dropping funnel, 15 ml of IPA and 12.69 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MTMS: SZ-6300 manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) were added, and the IPMS solution of MTMS was 30 at room temperature while stirring the reaction vessel It was added dropwise over a period of minutes. After completion of the MTMS addition, the mixture was stirred for 2 hours without heating. After stirring for 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure and dissolved in 50 ml of toluene. The reaction solution was washed with saturated brine until neutral, and then dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. 8.6 g of hydrolysis product (silsesquioxane) was obtained by filtering off anhydrous magnesium sulfate and concentrating. This silsesquioxane was a colorless viscous liquid soluble in various organic solvents.

次に、撹拌機、ディンスターク、及び冷却管を備えた反応容器に上記で得られたシルセスキオキサン8.0gとトルエン32mlgと10%TMAH水溶液1.2gを入れ、徐々に加熱し水を留去した。更に130℃まで加熱しトルエンを還流温度で再縮合反応を行った。このときの反応溶液の温度は108℃であった。トルエン還流後2時間撹拌した後、反応を終了とした。反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで、下記式(8)で表されるかご型シルセスキオキサン(シリコーン樹脂)を得た(収量7.5g、収率87%)。得られたかご型シルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。
[CH2=CH(CH3)OCO(CH2)3SiO1.5]m[CH2=CH(CH3)OCO(CH2)3SiO0.5]n (8)
Next, 8.0 g of silsesquioxane obtained above, 32 ml of toluene, and 1.2 g of 10% TMAH aqueous solution were placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a Dinsterk, and a cooling tube, and heated gradually to remove water. Distilled off. Further, the mixture was heated to 130 ° C., and toluene was recondensed at the reflux temperature. The temperature of the reaction solution at this time was 108 ° C. After stirring for 2 hours after refluxing toluene, the reaction was terminated. The reaction solution was washed with saturated brine until neutral, and then dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. The anhydrous magnesium sulfate was filtered off and concentrated to obtain a cage silsesquioxane (silicone resin) represented by the following formula (8) (yield 7.5 g, yield 87%). The resulting cage-type silsesquioxane was a colorless viscous liquid soluble in various organic solvents.
[CH 2 = CH (CH 3 ) OCO (CH 2 ) 3 SiO 1.5 ] m [CH 2 = CH (CH 3 ) OCO (CH 2 ) 3 SiO 0.5 ] n (8)

表1に得られたシリコーン樹脂(8)の液体クロマトグラフィ大気圧イオン化分析計(LC/APCl−MS)による質量分析で検出された主なピークと、それに相当するシリコーン樹脂(8)のm、nに当てはまる数値をまとめて示す。検出されるピークm/zは、シリコーン樹脂(7)(但し、mが8〜16、nが0〜4)で表されるシリコーン樹脂の分子量にアンモニウムイオンが付加した値である。   The main peaks detected by mass spectrometry using the liquid chromatography atmospheric pressure ionization analyzer (LC / APCl-MS) of the silicone resin (8) obtained in Table 1 and m and n of the corresponding silicone resin (8) The numerical values that apply to are collectively shown. The detected peak m / z is a value obtained by adding ammonium ions to the molecular weight of the silicone resin represented by the silicone resin (7) (where m is 8 to 16 and n is 0 to 4).

Figure 2010073495
Figure 2010073495

<合成例2>
撹拌機、滴下ロート、及び温度計を備えた反応容器に、溶媒としてトルエン150mlと2-プロパノール(IPA)85mlを装入し、また、塩基性触媒として5%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH水溶液)37.2gを装入した。滴下ロートにトルエン25mlとトリメトキシビニルシラン(信越化学株式会社製KBM1003)50.3gを入れ、反応容器を撹拌しながら、室温でトリメトキシビニルシランのトルエン溶液を3時間かけて滴下した。トリメトキシビニルシラン滴下終了後、室温で2時間撹拌した。1時間撹拌後、攪拌を停止して1日静置した。反応溶液を10%クエン酸水溶液23.0gで中和した後、飽和食塩水で洗浄し無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで重縮合物20.6g(収率77%)を得た。この重縮合物は種々の有機溶剤に難溶な白色固体であった。
<Synthesis Example 2>
A reaction vessel equipped with a stirrer, a dropping funnel, and a thermometer was charged with 150 ml of toluene and 85 ml of 2-propanol (IPA) as a solvent, and 5% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (TMAH aqueous solution) as a basic catalyst. ) 37.2g was charged. To the dropping funnel, 25 ml of toluene and 50.3 g of trimethoxyvinylsilane (KBM1003 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were added, and a toluene solution of trimethoxyvinylsilane was added dropwise at room temperature over 3 hours while stirring the reaction vessel. After completion of the dropwise addition of trimethoxyvinylsilane, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After stirring for 1 hour, stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 1 day. The reaction solution was neutralized with 23.0 g of 10% aqueous citric acid solution, washed with saturated brine, and dehydrated over anhydrous magnesium sulfate. Anhydrous magnesium sulfate was filtered off and concentrated to obtain 20.6 g of polycondensate (yield 77%). This polycondensate was a white solid hardly soluble in various organic solvents.

次に、撹拌機、ディンスターク、冷却管、及び温度計を備えた反応容器に上記で得られた重縮合物15.0gとトルエン380mlと5%TMAH水溶液1.72gを入れ120℃で水を留去しながらトルエンを還流加熱して再縮合反応を行った。トルエン還流後3時間撹拌した後、室温に戻し反応を終了とした。反応溶液を10%クエン酸23.0gで中和にした後、飽和食塩水で洗浄し無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで再縮合物を14.5g得た。得られた再縮合物は、白色固体で種々に溶媒に難溶性を示す。   Next, 15.0 g of the polycondensate obtained above, 380 ml of toluene, and 1.72 g of 5% TMAH aqueous solution were placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, dinstark, condenser, and thermometer, and water was distilled off at 120 ° C. Then, toluene was heated to reflux to carry out a recondensation reaction. The mixture was stirred for 3 hours after refluxing toluene, and then returned to room temperature to complete the reaction. The reaction solution was neutralized with 23.0 g of 10% citric acid, washed with saturated brine, and dehydrated over anhydrous magnesium sulfate. The anhydrous magnesium sulfate was filtered off and concentrated to obtain 14.5 g of a recondensate. The obtained recondensate is a white solid and variously insoluble in a solvent.

最後に、撹拌機、ディンスターク、及び冷却管を備えた反応容器に上記で得られた再縮合物14.5g、トルエン300ml、5%TMAH水溶液3.0g、及び1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン(TMDVDS:信越化学工業株式会社製LS-7250)9.76gを入れ、120℃で水を留去しながらトルエンを還流加熱して再縮合反応を行った。トルエン還流後3時間撹拌した後、室温に戻し反応を終了とした。反応溶液を10%クエン酸3.24gで中和した後、飽和食塩水で洗浄し無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで下記平均組成式(9)のシリコーン樹脂を得た(収量16.9g、収率88%)。得られたシリコーン樹脂は、種々の有機溶媒に可溶な無色の粘性液体であった。
[CH2=CHSiO1.5]m[CH2=CH(CH3)2SiO0.5]n (9)
Finally, 14.5 g of the recondensate obtained above in a reaction vessel equipped with a stirrer, a Dinsterk, and a condenser, 300 ml of toluene, 3.0 g of 5% TMAH aqueous solution, and 1,3-divinyl-1,1, 9.76 g of 3,3-tetramethyldisiloxane (TMDVDS: LS-7250 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added, and toluene was refluxed while distilling off water at 120 ° C. to perform a recondensation reaction. The mixture was stirred for 3 hours after refluxing toluene, and then returned to room temperature to complete the reaction. The reaction solution was neutralized with 3.24 g of 10% citric acid, washed with saturated brine, and dehydrated over anhydrous magnesium sulfate. Anhydrous magnesium sulfate was filtered off and concentrated to obtain a silicone resin having the following average composition formula (9) (yield 16.9 g, yield 88%). The obtained silicone resin was a colorless viscous liquid soluble in various organic solvents.
[CH 2 = CHSiO 1.5 ] m [CH 2 = CH (CH 3 ) 2 SiO 0.5 ] n (9)

表2に得られたシリコーン樹脂の液体クロマトグラフィ大気圧イオン化分析計(LC/APCl−MS)による質量分析で検出された主なピークと、それに相当するシリコーン樹脂(8)のn、mに当てはまる数値をまとめて示す。検出されるピークm/zは、シリコーン樹脂(9)(但し、mが8〜16、nが0〜4)で表されるシリコーン樹脂(9)の分子量にアンモニウムイオンが付加した値である。   The main peaks detected by mass spectrometry using the liquid chromatography atmospheric pressure ionization analyzer (LC / APCl-MS) of the silicone resins obtained in Table 2 and the numerical values corresponding to n and m of the corresponding silicone resin (8) Are shown together. The detected peak m / z is a value obtained by adding ammonium ions to the molecular weight of the silicone resin (9) represented by the silicone resin (9) (where m is 8 to 16 and n is 0 to 4).

Figure 2010073495
Figure 2010073495

(供試体No.1)
上記合成例1で得たメタクリロイル基をケイ素原子上に有したかご型シリコーン樹脂25重量部、ジシクロペンタニルジアクリレート75重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン2.5重量部を混合し、透明な硬化性樹脂組成物(シリコーン樹脂組成物)を得た。表3に、本供試体No.1で用いたシリコーン樹脂組成物の組成を示す。なお、表3中の数値は重量部を表す。
(Specimen No.1)
25 parts by weight of a cage-type silicone resin having a methacryloyl group obtained on Synthesis Example 1 on a silicon atom, 75 parts by weight of dicyclopentanyl diacrylate, and 2.5 parts by weight of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone as a photopolymerization initiator Were mixed to obtain a transparent curable resin composition (silicone resin composition). Table 3 shows the composition of the silicone resin composition used in this specimen No. 1. The numerical values in Table 3 represent parts by weight.

Figure 2010073495
Figure 2010073495

上記硬化性樹脂組成物の一部をガラス板で組んだ型に厚み2mmになるように流し込み、30W/cmの高圧水銀ランプを用い、2000mJ/cm2の積算露光量で硬化させ、所定の厚みとした硬質基板を得た。硬質基板の物性評価は次のようにして行った。 A part of the curable resin composition is poured into a mold formed of glass plates so as to have a thickness of 2 mm, and cured using a 30 W / cm high-pressure mercury lamp with an accumulated exposure amount of 2000 mJ / cm 2 to a predetermined thickness. A hard substrate was obtained. The physical properties of the hard substrate were evaluated as follows.

1)全光線透過率(参考規格JIS K 7361−1)
紫外可視光赤外分光光度計(V-630M日本分光(株)製)を用いて測定した。
1) Total light transmittance (reference standard JIS K 7361-1)
It measured using the ultraviolet visible light infrared spectrophotometer (V-630M JASCO Corporation make).

2)曲げ試験
曲率半径が5mmになるように上記硬質透明基板の両端を曲げて5分間保持した。その後の曲げ部分の様子を目視で確認した。○:変化なし、△:フィルムの曲げ部分に跡が残る、の2段階で評価した。
2) Bending test Both ends of the hard transparent substrate were bent so as to have a curvature radius of 5 mm and held for 5 minutes. The state of the bent part after that was confirmed visually. The evaluation was made in two stages: ○: no change, Δ: marks remained on the bent part of the film.

3)耐熱性
上記硬質透明基板を250℃−1時間加熱処理した後のフィルム形状(カール有無)を観察した。表4にその結果を示す。
3) Heat resistance The film shape (curl presence or absence) after heat-treating the hard transparent substrate at 250 ° C. for 1 hour was observed. Table 4 shows the results.

Figure 2010073495
Figure 2010073495

(供試体No.2〜4)
硬化性樹脂組成物の配合組成を表3に示すとおりにした以外は、供試体No1と同様にして硬質基板を得た。また、得られた硬質基板の物性値について、供試体No.1と同様に評価した。結果を表4に示す。
(Specimen No.2-4)
A hard substrate was obtained in the same manner as the specimen No. 1 except that the composition of the curable resin composition was as shown in Table 3. In addition, the physical property values of the obtained hard substrate were evaluated in the same manner as the specimen No. 1. The results are shown in Table 4.

(供試体No.5)
上記合成例2で得たビニル基をケイ素上に有した樹脂60重量部、末端水素修飾メチルヒドロシロキサン-フェニルメチルシロキサンコポリマー(アヅマックス株式会社製HPM-502)40重量部、及び白金-ビニルシロキサン錯体(アヅマックス株式会社製SIP6830.3)0.5重量部を均一になるまで混合し、硬化性樹脂組成物とした。表5に、本供試体No.5で用いた硬化性樹脂組成物の組成を示す。なお、表5中の数値は重量部を表す。
(Specimen No. 5)
60 parts by weight of resin having vinyl group on silicon obtained in Synthesis Example 2, 40 parts by weight of terminal hydrogen-modified methylhydrosiloxane-phenylmethylsiloxane copolymer (HPM-502 manufactured by Amax Co., Ltd.), and platinum-vinylsiloxane complex (AIPMAX Co., Ltd. SIP6830.3) 0.5 part by weight was mixed until uniform, to obtain a curable resin composition. Table 5 shows the composition of the curable resin composition used in this specimen No. 5. In addition, the numerical value in Table 5 represents a weight part.

Figure 2010073495
Figure 2010073495

上記で得た硬化性樹脂組成物をガラス板で組んだ型に厚み2mmになるように流し込み、100℃で1時間、120℃で1時間、140℃で1時間、160℃で1時間、180℃で2時間加熱して、所定の厚みとした硬質基板を得た。得られた硬質基板の物性値について、供試体No.1と同様に評価した。結果を表4に示す。   The curable resin composition obtained above was poured into a mold composed of glass plates so as to have a thickness of 2 mm, 100 ° C for 1 hour, 120 ° C for 1 hour, 140 ° C for 1 hour, 160 ° C for 1 hour, 180 ° C. A hard substrate having a predetermined thickness was obtained by heating at 0 ° C. for 2 hours. The physical property values of the obtained hard substrate were evaluated in the same manner as specimen No. 1. The results are shown in Table 4.

(供試体No.6〜8)
硬化性樹脂組成物の配合組成を表5に示すとおりにした以外は、上記供試体No.5と同様にして硬質基板を得た。得られた硬質基板の物性値を同様に評価した。結果を表4に示す。
(Specimen No. 6-8)
A hard substrate was obtained in the same manner as in the specimen No. 5 except that the composition of the curable resin composition was as shown in Table 5. The physical property values of the obtained hard substrate were similarly evaluated. The results are shown in Table 4.

(供試体No.9)
上記供試体No.1と同一組成の硬化性樹脂組成物を透明フィルム(PET:ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ0.1mm、波長550nmでの光透過率90%以上)上へバーコーターにて塗布し、30W/cmの高圧水銀ランプを用い、2000mJ/cm2の積算露光量で硬化させた。その後、硬化させて得た樹脂層の反対面に同一組成の硬化性樹脂組成物を塗布し、同一条件にて光硬化させることでPETフィルムの両面に硬化性の樹脂層を形成した硬質基板を得た。硬化して得られた樹脂層の片側の厚みはそれぞれ0.05mmとなるようにした。得られた硬質基板の物性値を同様に評価した。結果を表4に示す。
(Specimen No. 9)
A curable resin composition having the same composition as the above specimen No. 1 was applied on a transparent film (PET: polyethylene terephthalate film, thickness 0.1 mm, light transmittance 90% or more at a wavelength of 550 nm) with a bar coater. Using a 30 W / cm high-pressure mercury lamp, curing was performed with an integrated exposure amount of 2000 mJ / cm 2 . Then, a hard substrate having a curable resin layer formed on both sides of the PET film by applying a curable resin composition having the same composition to the opposite surface of the resin layer obtained by curing and photocuring under the same conditions. Obtained. The thickness of one side of the resin layer obtained by curing was set to 0.05 mm. The physical property values of the obtained hard substrate were similarly evaluated. The results are shown in Table 4.

(供試体No.10)
透明フィルムとしてシクロオレフィンコポリマーフィルム(A4サイズ、厚さ0.1mm、波長550nmでの光透過率85%以上)を用いた以外は、上記供試体No.9と同様にして硬質基板を得た。得られた硬質基板の物性値を同様に評価した。結果を表4に示す。
(Specimen No. 10)
A rigid substrate was obtained in the same manner as in the specimen No. 9 except that a cycloolefin copolymer film (A4 size, thickness 0.1 mm, light transmittance at wavelength 550 nm of 85% or more) was used as the transparent film. The physical property values of the obtained hard substrate were similarly evaluated. The results are shown in Table 4.

[実施例1]
まず、光電極1は、供試体No.1からなる硬質透明基板2上に透明導電層3としてインジウム錫酸化物(ITO)を真空スパッタリング法により形成した。そしてこの上に、金属酸化物半導体層4として酸化チタンをバーコートに塗工した後、300℃の乾燥機を用いて乾燥することにより形成した。酸化チタンの原料としては、チタンテトラt−ブトキシドを硝酸によって加水分解することによるゾルゲル法を用いて酸化チタンゾルを合成し、得られた酸化チタンゾルを用いた。以上で得られた積層体をビス(4,4−ジカルボキシ−2,2−ビピリジル)ジチオシアネートルテニウムのエタノール溶液に浸漬することにより、色素5として、ビス(4,4−ジカルボキシ−2,2−ビピリジル)ジチオシアネートルテニウムを担持した後、水及びエタノール洗浄、及び乾燥を行うことにより、光電極1を得た。
[Example 1]
First, in the photoelectrode 1, indium tin oxide (ITO) was formed as the transparent conductive layer 3 on the hard transparent substrate 2 made of the specimen No. 1 by vacuum sputtering. On this, titanium oxide was coated as a metal oxide semiconductor layer 4 on a bar coat, and then dried using a dryer at 300 ° C. As a raw material for titanium oxide, a titanium oxide sol was synthesized using a sol-gel method by hydrolyzing titanium tetra-t-butoxide with nitric acid, and the obtained titanium oxide sol was used. By immersing the laminate obtained above in an ethanol solution of bis (4,4-dicarboxy-2,2-bipyridyl) dithiocyanate ruthenium, bis (4,4-dicarboxy-2, After supporting 2-bipyridyl) dithiocyanate ruthenium, photoelectrode 1 was obtained by washing with water and ethanol, and drying.

対向極9としては、供試体No.1からなる硬質透明基板8上にスパッタリング法により成膜したインジウム錫酸化物(ITO)を透明導電層7として形成したものを使用した。以上の光電極1及び対向電極9を、互いに成膜面が向かい合うように、スペーサーを介して重ね合わせ、アセトニトリル中に濃度0.25モル/lのI2、及び濃度0.6モル/lのt-BuPyを含んでなる酸化還元体を注入して電解質層6を形成し、側面をシリコーン系接着樹脂で封止することにより色素増感太陽電池を作製した。 As the counter electrode 9, a transparent conductive layer 7 made of indium tin oxide (ITO) formed by sputtering on the hard transparent substrate 8 made of specimen No. 1 was used. The photoelectrode 1 and the counter electrode 9 described above are overlapped with a spacer so that the film formation surfaces face each other, and I 2 having a concentration of 0.25 mol / l and a t- concentration of 0.6 mol / l in acetonitrile. A dye-sensitized solar cell was manufactured by injecting a redox body containing BuPy to form the electrolyte layer 6 and sealing the side surface with a silicone-based adhesive resin.

[実施例2〜10]
供試体No.2〜10の硬質透明基板を用いて、実施例1と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
[Examples 2 to 10]
A dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1 using the specimens No. 2 to No. 10 and the hard transparent substrate.

[実施例11]
供試体No.1からなる硬質透明基板の片面側に高屈折材料として二酸化チタン(膜厚120〜190nm)層と二酸化珪素(膜厚70〜120nm )層とがスパッタリング法により交互に積層され、全積層数50の近赤外線遮蔽膜を形成した。この基板を用いて、実施例1と同様にして色素増感太陽電池を作製した。
[Example 11]
A titanium dioxide (film thickness 120 to 190 nm) layer and silicon dioxide (film thickness 70 to 120 nm) as a high refractive material on one side of the hard transparent substrate made of specimen No. 1 ) Layers were alternately laminated by a sputtering method to form a near-infrared shielding film having a total number of laminations of 50. Using this substrate, a dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1.

[比較例1]
市販のPETフィルムを硬質透明基板として用いて、酸化チタンの乾燥温度を150℃にて行った以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製した。
[Comparative Example 1]
A solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that a commercially available PET film was used as the hard transparent substrate and the titanium oxide was dried at 150 ° C.

実施例及び比較例で作成した色素増感太陽電池の電池特性を、100mA/cm2、の擬似太陽光を試料セルに照射し、ポテンショスタットと関数発生器を用い、電位掃引して得られた光電流電位曲線から、短絡電流、開放電圧、F.F(フィルファクター)を求め、変換効率をそれらの値により求めた。表6に評価結果を示す。 The battery characteristics of the dye-sensitized solar cells created in Examples and Comparative Examples were obtained by irradiating a sample cell with 100 mA / cm 2 pseudo-sunlight and using a potentiostat and a function generator to sweep the potential. From the photocurrent potential curve, the short-circuit current, open-circuit voltage, F.V. F (fill factor) was determined, and the conversion efficiency was determined from these values. Table 6 shows the evaluation results.

Figure 2010073495
Figure 2010073495

図1は、本発明に係る色素太陽電池の構成の一例を示す断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a dye solar cell according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:光電極
2:硬質透明基板
3:透明導電層
4:金属酸化物半導体層
5:色素
6:電解質層
7:透明導電層
8:硬質透明基板
9:対向電極
1: Photoelectrode 2: Hard transparent substrate 3: Transparent conductive layer 4: Metal oxide semiconductor layer 5: Dye 6: Electrolyte layer 7: Transparent conductive layer 8: Hard transparent substrate 9: Counter electrode

Claims (5)

少なくとも硬質透明基板上に透明導電層、多孔質の金属酸化物半導体層を順に積層し、該金属酸化物半導体層に色素を吸着させてなる光電極と、導電層を有する対向電極と、該光電極及び該対向電極の間に介在される電解質層とを備えてなる色素増感太陽電池であって、
硬質透明基板が下記一般式(1)
(RSiO1.5m(RSiO0.5n (1)
〔但し、Rは(a)-R1-OCO-CR2=CH2、(b)-R1-CR2=CH2若しくは(c)-CH=CH2で示される不飽和基、アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、フェニル基、水素原子、アルコキシル基、又はアルキルシロキシ基であり、式(1)における複数のRは互いに異なるものであってもよいが、少なくとも1つは上記(a)、(b)又は(c)のいずれかを含み、R1はアルキレン基、アルキリデン基又はフェニレン基を示し、R2は水素又はアルキル基を示し、m=8〜16、n=0〜4の数を示す。〕で表されて、構造単位中にかご型構造を有するポリオルガノシルセスキオキサンを主たる成分とするシリコーン樹脂を硬化させてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
At least a transparent conductive layer and a porous metal oxide semiconductor layer are sequentially stacked on a hard transparent substrate, and a photoelectrode in which a dye is adsorbed to the metal oxide semiconductor layer, a counter electrode having a conductive layer, and the light A dye-sensitized solar cell comprising an electrode and an electrolyte layer interposed between the counter electrode,
The hard transparent substrate has the following general formula (1)
(RSiO 1.5 ) m (RSiO 0.5 ) n (1)
[However, R is an unsaturated group or alkyl group represented by (a) -R 1 —OCO—CR 2 ═CH 2 , (b) —R 1 —CR 2 ═CH 2 or (c) —CH═CH 2 ) , A cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, a phenyl group, a hydrogen atom, an alkoxyl group, or an alkylsiloxy group, and a plurality of R in the formula (1) may be different from each other, but at least one of the above ( any one of a), (b) or (c), R 1 represents an alkylene group, an alkylidene group or a phenylene group, R 2 represents hydrogen or an alkyl group, m = 8 to 16, n = 0 to The number 4 is shown. A dye-sensitized solar cell obtained by curing a silicone resin mainly composed of a polyorganosilsesquioxane having a cage structure in a structural unit.
硬質透明基板が、シリコーン樹脂に対して、分子中に少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する化合物及び/又は分子中に少なくともヒドロシリル基を有する化合物を配合し、さらにラジカル開始剤及び/又はヒドロシリル化触媒を配合して得られる硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする請求項1載の色素増感太陽電池。   The hard transparent substrate contains a compound having at least one ethylenically unsaturated double bond in the molecule and / or a compound having at least a hydrosilyl group in the molecule, and further a radical initiator and / or a silicone resin. The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein a curable resin composition obtained by blending a hydrosilylation catalyst is cured. 硬質透明基板が、ガラス転移温度が70℃以上220℃以下である透明プラスチックフィルムの少なくとも片面に上記一般式(1)で表されるシリコーン樹脂を流延塗布し、硬化させてなるフィルム積層体であることを特徴とする請求項1記載の色素増感太陽電池。   A film laminate in which a hard transparent substrate is cast-coated with a silicone resin represented by the above general formula (1) on at least one surface of a transparent plastic film having a glass transition temperature of 70 ° C. or higher and 220 ° C. or lower and cured. The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the dye-sensitized solar cell is provided. 硬質透明基板が、ガラス転移温度が70℃以上220℃以下である透明プラスチックフィルムの両面に上記一般式(1)で表されるシリコーン樹脂を流延塗布し、硬化させてなることを特徴とする請求項1記載の色素増感太陽電池。   The hard transparent substrate is formed by casting and curing the silicone resin represented by the general formula (1) on both surfaces of a transparent plastic film having a glass transition temperature of 70 ° C. or higher and 220 ° C. or lower. The dye-sensitized solar cell according to claim 1. 光電極を形成する硬質透明基板上に近赤外光を遮断する膜を形成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の色素増感太陽電池。   The dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 4, wherein a film that blocks near-infrared light is formed on a hard transparent substrate on which a photoelectrode is formed.
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