JP2010108855A - Photoelectric cell, and coating for forming porous metal oxide semiconductor film - Google Patents

Photoelectric cell, and coating for forming porous metal oxide semiconductor film Download PDF

Info

Publication number
JP2010108855A
JP2010108855A JP2008281765A JP2008281765A JP2010108855A JP 2010108855 A JP2010108855 A JP 2010108855A JP 2008281765 A JP2008281765 A JP 2008281765A JP 2008281765 A JP2008281765 A JP 2008281765A JP 2010108855 A JP2010108855 A JP 2010108855A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium oxide
semiconductor film
photosensitizer
particles
porous metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008281765A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5426865B2 (en
Inventor
Takayoshi Mizuno
隆喜 水野
Tsuguo Koyanagi
嗣雄 小柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Original Assignee
JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JGC Catalysts and Chemicals Ltd filed Critical JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Priority to JP2008281765A priority Critical patent/JP5426865B2/en
Publication of JP2010108855A publication Critical patent/JP2010108855A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5426865B2 publication Critical patent/JP5426865B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric cell from which a photosensitive material is never separated even if it is heat-treated at low temperatures. <P>SOLUTION: In the photoelectric cell having a porous metal oxide semiconductor film formed by adsorbing the photosensitive material on an electrode layer surface, the porous metal oxide semiconductor film is made of (i) titanium oxide particles prepared by adsorbing a visible light absorbing photosensitive material, (ii) titanium oxide particles to adsorb photosensitive material formed by absorbing rays from a near infrared ray to an infrared ray, and/or (iii) titanium oxide particles formed by absorbing a near ultraviolet ray absorbing rays of photosensitive material. The titanium oxide particles to adsorb the photosensitive materials of (i) to (iii) are respectively made of a mixture of titanium oxide particulates of which the average particle size is in a range of 5 to 200 nm, and a porous titanium oxide particulate aggregates of which the average particle size is in the range 0.5 to 10 μm, and the pore volume is in the range 0.1 to 0.8 ml/g, while the porous metal oxide semiconductor film (1) is obtained by being subjected to heat treatment at 80 to 200°C. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、広範囲の波長領域にわたって光電変換可能な半導体膜を有し、光電変換効率に優れた光電気セルおよび該光電気セル用多孔質半導体膜形成用塗料に関する。   The present invention relates to a photoelectric cell having a semiconductor film capable of photoelectric conversion over a wide wavelength range and excellent in photoelectric conversion efficiency, and a coating material for forming a porous semiconductor film for the photoelectric cell.

高バンドギャップを有する金属酸化物半導体材料が光電変換材料、光触媒材料等の他光センサーや蓄電材料(バッテリー)等に用いられている。
このうち、光電変換材料は光エネルギーを電気エネルギーとして連続して取り出せる材料であり、電極間の電気化学反応を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する材料である。このような光電変換材料に光を照射すると、一方の電極側で電子が発生し、対電極に移動し、対電極に移動した電子は、電解質中をイオンとして移動して一方の電極に戻る。このエネルギー変換は連続であるため、たとえば、太陽電池などに利用されている。
Metal oxide semiconductor materials having a high band gap are used for other optical sensors such as photoelectric conversion materials and photocatalyst materials, and power storage materials (batteries).
Among these, the photoelectric conversion material is a material that can continuously extract light energy as electric energy, and is a material that converts light energy into electric energy using an electrochemical reaction between electrodes. When such a photoelectric conversion material is irradiated with light, electrons are generated on one electrode side, move to the counter electrode, and the electrons moved to the counter electrode move as ions in the electrolyte and return to the one electrode. Since this energy conversion is continuous, it is used, for example, for solar cells.

一般的な太陽電池は、先ず透明性導電膜を形成したガラス板などの支持体上に光電変換材料用半導体の膜を形成して電極とし、次に、対電極として別の透明性導電膜を形成したガラス板などの支持体を備え、これらの電極間に電解質を封入して構成されている。   In general solar cells, a semiconductor film for a photoelectric conversion material is first formed on a support such as a glass plate on which a transparent conductive film is formed, and then another transparent conductive film is used as a counter electrode. A support such as a formed glass plate is provided, and an electrolyte is sealed between these electrodes.

光電変換材料用半導体に吸着した光増感材に例えば太陽光を照射すると、光増感材は可視領域の光を吸収して励起する。この励起によって発生する電子は半導体に移動し、次いで、透明導電性ガラス電極に移動し、2つの電極を接続する導線を通って対電極に移動し、対電極に移動した電子は電解質中の酸化還元系を還元する。一方、半導体に電子を移動させた光増感材は、酸化体の状態になっているが、この酸化体は電解質中の酸化還元系によって還元され、元の状態に戻る。このようにして電子が連続的に流れ、光電変換材料は太陽電池として機能する。   When the photosensitizer adsorbed on the photoelectric conversion material semiconductor is irradiated with, for example, sunlight, the photosensitizer absorbs light in the visible region and is excited. The electrons generated by this excitation move to the semiconductor, then move to the transparent conductive glass electrode, move to the counter electrode through the conducting wire connecting the two electrodes, and the electrons transferred to the counter electrode are oxidized in the electrolyte. Reduce the reduction system. On the other hand, the photosensitizer that has moved electrons to the semiconductor is in an oxidant state, but this oxidant is reduced by the redox system in the electrolyte and returns to its original state. In this way, electrons flow continuously, and the photoelectric conversion material functions as a solar cell.

この光電変換材料としては、半導体表面に可視光領域に吸収を持つ分光増感色素を吸着させたものが用いられている。たとえば、特開平1−220380号公報(特許文献1)には、金属酸化物半導体の表面に、ルテニウム錯体などの遷移金属錯体からなる分光増感色素層を有する太陽電池が記載されている。また、特表平5−504023号公報(特許文献2)には、金属イオンでドープした酸化チタン半導体層の表面に、ルテニウム錯体などの遷移金属錯体からなる分光増感色素層を有する太陽電池が記載されている。   As this photoelectric conversion material, a material obtained by adsorbing a spectral sensitizing dye having absorption in the visible light region on the semiconductor surface is used. For example, JP-A-1-220380 (Patent Document 1) describes a solar cell having a spectral sensitizing dye layer made of a transition metal complex such as a ruthenium complex on the surface of a metal oxide semiconductor. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-504023 (Patent Document 2) discloses a solar cell having a spectral sensitizing dye layer made of a transition metal complex such as a ruthenium complex on the surface of a titanium oxide semiconductor layer doped with metal ions. Are listed.

また、他の方法として、太陽光の利用率を高めるために2層の半導体膜を設け、一方の半導体膜に可視光領域に吸収を持つ光増感材を吸着させ、他の半導体膜に赤外線領域に吸収を持つ光増感材または紫外線赤外線領域に吸収を持つ光増感材を吸着させた半導体膜を設けることによって、光電変換効率を向上させることも試みられていた。
特開平1−220380号公報 特表平5−504023号公報
As another method, a two-layer semiconductor film is provided in order to increase the utilization rate of sunlight, a photosensitizer having absorption in the visible light region is adsorbed on one semiconductor film, and infrared light is absorbed on the other semiconductor film. Attempts have also been made to improve the photoelectric conversion efficiency by providing a semiconductor film in which a photosensitizer having absorption in the region or a photosensitizer having absorption in the ultraviolet and infrared region is adsorbed.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-220380 Japanese National Patent Publication No. 5-504023

しかしながら従来の可視光領域に吸収を持つ分光増感色素(光増感材)を吸着した半導体膜を用いた太陽電池では、未だ光変換効率が不充分でさらなる改良が求められている。
そこで、紫外線、赤外線を利用するため可視光領域に吸収を持つ光増感材に加えて赤外線領域に吸収を持つ光増感材あるいは紫外線赤外線領域に吸収を持つ光増感材を混合して吸着させた半導体膜とすることを検討したが、吸着特性が異なり、可視光領域に吸収を持
つ光増感材を吸着させると赤外線領域に吸収を持つ光増感材あるいは紫外線赤外線領域に吸収を持つ光増感材の吸着が不充分となったり、その逆が起きるなどの問題があり、光電変換効率を充分に向上させることができなかった。
However, solar cells using a semiconductor film adsorbing a conventional spectral sensitizing dye (photosensitizer) having absorption in the visible light region still have insufficient light conversion efficiency, and further improvements are required.
Therefore, in order to use ultraviolet and infrared rays, in addition to the photosensitizer that absorbs in the visible region, the photosensitizer that absorbs in the infrared region or the photosensitizer that absorbs in the ultraviolet region is mixed and adsorbed. However, the absorption characteristics are different, and when a photosensitizer having absorption in the visible light region is adsorbed, it has absorption in the infrared region or absorption in the ultraviolet and infrared region. There are problems such as insufficient adsorption of the photosensitizer and vice versa, and the photoelectric conversion efficiency cannot be sufficiently improved.

また、従来技術にあるような2層の半導体膜を形成することは生産性、経済性の点で問題となることに加えて、最初に形成する半導体膜に吸着させた光増感材が変質したり、後に形成した半導体膜に吸着させるべき光増感材が最初に形成した半導体膜に吸着する等の問題があり、目的を達成することができなかった。   In addition to forming a two-layer semiconductor film as in the prior art, there is a problem in terms of productivity and economy, and the photosensitizer adsorbed on the first semiconductor film is altered. However, there is a problem that the photosensitizer to be adsorbed on the semiconductor film formed later is adsorbed on the semiconductor film formed first, and the object could not be achieved.

このような状況のもと、本発明者等は上記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、あらかじめ(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、あらかじめ(ii)近赤外線か
ら赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子および/または(iii)近紫外線吸収光増
感材を吸着した酸化チタン粒子とを用い、かつ酸化チタン粒子として、粒子径の大きな多孔質酸化チタン微粒子集合体を含有させることによって、上記課題を解決できることを見出した。そしてかかる酸化チタン粒子を含む電気セル用多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料を用いて半導体膜を形成すると、従来より低温で加熱処理(キュアリングということもある)しても光増感材が脱離することもなく、半導体の強度に優れるとともに光電変換効率にも優れた光電気セルが得られることを見いだして本発明を完成するに至った。
Under such circumstances, the present inventors have intensively studied to solve the above problems, and as a result, (i) titanium oxide particles adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer in advance, and (ii) near infrared rays in advance. Porous titanium oxide having a large particle diameter using titanium oxide particles adsorbing an infrared absorbing photosensitizer and / or (iii) titanium oxide particles adsorbing a near ultraviolet absorbing photosensitizer from It has been found that the above-mentioned problems can be solved by including a fine particle aggregate. And when a semiconductor film is formed using the coating material for forming a porous metal oxide semiconductor film for electric cells containing such titanium oxide particles, the photosensitizer can be subjected to heat treatment (sometimes referred to as curing) at a lower temperature than in the past. The present invention has been completed by finding that an optoelectric cell having excellent semiconductor strength and photoelectric conversion efficiency can be obtained without desorption.

すなわち本発明の目的は、可視光領域に加えて、紫外線領域および/または赤外領域の広範囲の波長領域にわたって光電変換可能な半導体膜を有し、光電変換効率に優れた光電気セルおよび該光電気セル用多孔質半導体膜形成用塗料とを提供することである。   That is, an object of the present invention is to provide a photoelectric cell having a semiconductor film capable of photoelectric conversion over a wide wavelength range of the ultraviolet region and / or the infrared region in addition to the visible light region, and having excellent photoelectric conversion efficiency, and the light. An object of the present invention is to provide a coating material for forming a porous semiconductor film for an electric cell.

本発明の構成は以下の通りである。
[1]表面に電極層(1)を有し、かつ該電極層(1)表面に光増感材を吸着した多孔質金属酸化
物半導体膜(1)が形成されてなる基板(1)と、表面に電極層(2)を有する基板(2)とが、前記電極層(1)および電極層(2)が対向するように配置してなり、多孔質金属酸化物半導体膜(1)と電極層(2)との間に電解質層を設けてなる光電気セルにおいて、
多孔質金属酸化物半導体膜(1)が、
(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、
(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子および/または(iii)近
紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子とからなり、
前記(i)〜(iii)の光増感材を吸着する酸化チタン粒子が、それぞれ
平均粒子径が5〜200nmの範囲にある酸化チタン微粒子と、
平均粒子径が0.5〜10μmの範囲にあり、細孔容積が0.1〜0.8ml/gの範囲にある多孔質酸化チタン微粒子集合体との混合物からなり、
かつ、前記多孔質金属酸化物半導体膜(1)が80〜200℃で加熱処理して得られたも
のである光電気セル。
[2]前記(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着する酸化チタン粒子がNb、Zr、Ge、Hf、W、Ce、Sn、Feから選ばれる1種以上の元素がドープされた酸化チタン微粒子(A)を含み、
前記(iii)近紫外線吸収光増感材を吸着する酸化チタン粒子が酸化アルミニウム、酸化
珪素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化イットリウムから選ばれる1種以上の酸化物で被覆した酸化チタン微粒子(B)を含む[1]の光電気セル。
[3]前記多孔質酸化チタン集合体が、酸化チタン微粒子とペルオキソチタン酸バインダー
を含む[1]または[2]の光電気セル。
[4]前記電極層(1)と多孔質金属酸化物半導体膜(1)との間にペルオキソチタン酸に由来す
る酸化チタン薄膜(1)を設けてなる[1]〜[3]の光電気セル。
[5]前記酸化チタン薄膜(1)の膜厚が10〜70nmの範囲にあり、細孔容積が0.01〜
0.20ml/gの範囲にあり、平均細孔径が0.5〜5.0nmの範囲にある[1]〜[4]の光電気セル。
[6](i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、
(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子および/または(iii)
近紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、
分散媒と、
増粘剤とを含んでなり、
前記(i)〜(iii)の光増感材を吸着する酸化チタン粒子が、それぞれ
平均粒子径が5〜200nmの範囲にある酸化チタン微粒子と、
平均粒子径が0.5〜10μmの範囲にあり、細孔容積が0.1〜0.8ml/gの範囲にある多孔質酸化チタン微粒子集合体との混合物からなる光電気セル用多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料。
[7]前記多孔質酸化チタン集合体が、酸化チタン微粒子とペルオキソチタン酸バインダー
を含む[6]の光電気セル用多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料。
[8]前記(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着する酸化チタン粒子がNb、Zr、Ge、Hf、W、Ce、Sn、Feから選ばれる1種以上の元素がドープされた酸化チタン粒子(A)であり、
前記(iii)近紫外線吸収光増感材を吸着する酸化チタン粒子が酸化アルミニウム、酸化
珪素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化イットリウムから選ばれる1種以上の酸化物で被覆した酸化チタン粒子(B)である[6]または[7]の光電気セル多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料。
The configuration of the present invention is as follows.
[1] a substrate (1) having an electrode layer (1) on the surface and a porous metal oxide semiconductor film (1) having a photosensitizer adsorbed on the surface of the electrode layer (1); A substrate (2) having an electrode layer (2) on the surface, the electrode layer (1) and the electrode layer (2) are disposed so as to face each other, and the porous metal oxide semiconductor film (1) In the photoelectric cell in which an electrolyte layer is provided between the electrode layer (2),
Porous metal oxide semiconductor film (1)
(i) titanium oxide particles adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer,
comprising (ii) titanium oxide particles adsorbing an infrared absorbing photosensitizer from near infrared and / or (iii) titanium oxide particles adsorbing a near ultraviolet absorbing photosensitizer,
Titanium oxide particles that adsorb the photosensitizers (i) to (iii) are each titanium oxide fine particles having an average particle diameter in the range of 5 to 200 nm,
It consists of a mixture with an aggregate of porous titanium oxide fine particles having an average particle diameter in the range of 0.5 to 10 μm and a pore volume in the range of 0.1 to 0.8 ml / g,
And the photoelectric cell which is obtained by heat-processing the said porous metal oxide semiconductor film (1) at 80-200 degreeC.
[2] (ii) The titanium oxide particles that adsorb the infrared absorbing photosensitizer from the near infrared are doped with one or more elements selected from Nb, Zr, Ge, Hf, W, Ce, Sn, and Fe. Containing titanium oxide fine particles (A),
(Iii) Titanium oxide fine particles coated with one or more oxides selected from aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide and yttrium oxide as titanium oxide particles adsorbing the near-ultraviolet absorbing photosensitizer The photoelectric cell according to [1], including (B).
[3] The photoelectric cell according to [1] or [2], wherein the porous titanium oxide aggregate includes fine titanium oxide particles and a peroxotitanate binder.
[4] Photoelectricity of [1] to [3], wherein a titanium oxide thin film (1) derived from peroxotitanic acid is provided between the electrode layer (1) and the porous metal oxide semiconductor film (1) cell.
[5] The thickness of the titanium oxide thin film (1) is in the range of 10 to 70 nm, and the pore volume is 0.01 to
The photoelectric cell according to [1] to [4], which has a range of 0.20 ml / g and an average pore diameter of 0.5 to 5.0 nm.
[6] (i) titanium oxide particles adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer,
(ii) titanium oxide particles adsorbing an infrared absorbing photosensitizer from near infrared and / or (iii)
Titanium oxide particles adsorbed with a near-ultraviolet absorbing photosensitizer,
A dispersion medium;
A thickener and
Titanium oxide particles that adsorb the photosensitizers (i) to (iii) are each titanium oxide fine particles having an average particle diameter in the range of 5 to 200 nm,
Porous metal for photoelectric cells comprising a mixture with porous titanium oxide fine particle aggregates having an average particle diameter in the range of 0.5 to 10 μm and a pore volume in the range of 0.1 to 0.8 ml / g A coating for forming an oxide semiconductor film.
[7] The coating material for forming a porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cells according to [6], wherein the porous titanium oxide aggregate includes fine titanium oxide particles and a peroxotitanate binder.
[8] (ii) The titanium oxide particles that adsorb the infrared absorbing photosensitizer from the near infrared are doped with one or more elements selected from Nb, Zr, Ge, Hf, W, Ce, Sn, and Fe. Titanium oxide particles (A),
(Iii) Titanium oxide particles in which the titanium oxide particles adsorbing the near-ultraviolet absorbing photosensitizer are coated with one or more oxides selected from aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, and yttrium oxide [6] or [7] The coating material for forming a photoelectric cell porous metal oxide semiconductor film according to (B).

本発明によれば、可視光領域に加えて、紫外線領域および/または赤外領域の広範囲の波長領域にわたって光電変換可能な半導体膜を有し、光電変換効率に優れた光電気セルおよび該光電気セル用多孔質半導体膜形成用塗料とを提供することができる。   According to the present invention, in addition to the visible light region, a photoelectric film having a semiconductor film capable of photoelectric conversion over a wide wavelength range of the ultraviolet region and / or the infrared region, and having excellent photoelectric conversion efficiency, and the photoelectric device A coating material for forming a porous semiconductor film for a cell can be provided.

以下、本発明について、具体的に説明する。
[光電気セル]
本発明に係る光電気セルは、
表面に電極層(1)を有し、かつ該電極層(1)表面に光増感材を吸着した多孔質金属酸化物半導体膜(1)が形成されてなる基板(1)と、表面に電極層(2)を有する基板(2)とが、前記電極層(1)および電極層(2)が対向するように配置してなり、多孔質金属酸化物半導体膜(1)と
電極層(2)との間に電解質層を設けてなる光電気セルにおいて、
多孔質金属酸化物半導体膜(1)が、
(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、
(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子および/または(iii)近
紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子とからなる。
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
[Photoelectric cell]
The photovoltaic cell according to the present invention comprises:
A substrate (1) having an electrode layer (1) on the surface and a porous metal oxide semiconductor film (1) having a photosensitizer adsorbed on the surface of the electrode layer (1); The substrate (2) having the electrode layer (2) is disposed so that the electrode layer (1) and the electrode layer (2) face each other, and the porous metal oxide semiconductor film (1) and the electrode layer ( In the photoelectric cell in which an electrolyte layer is provided between
Porous metal oxide semiconductor film (1)
(i) titanium oxide particles adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer,
It consists of (ii) titanium oxide particles adsorbing an infrared absorbing photosensitizer from near infrared and / or (iii) titanium oxide particles adsorbing a near ultraviolet absorbing photosensitizer.

本発明によって得られる光電気セルとしては、たとえば、図1に示すものが挙げられる。
図1は、本発明の光電気セルの1例を示す概略断面図であり、表面に電極層(1)を有し
、必要に応じて該電極層(1)上に酸化チタン薄膜(1)を有し、電極層(1)上、あるいは酸化
チタン薄膜(1)上に、(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子および/または(iii)近紫外線吸収光
増感材を吸着した酸化チタン粒子からなる多孔質金属酸化物半導体膜(1)が形成されてな
る基板(1)と、表面に電極層(2)を有する基板(2)とが、前記電極層(1)および電極層(2)が
対向するように配置してなり、多孔質金属酸化物半導体膜(1)と電極層(2)との間に電解質が封入されている。
As a photoelectric cell obtained by the present invention, for example, the one shown in FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the photovoltaic cell of the present invention, which has an electrode layer (1) on the surface and, if necessary, a titanium oxide thin film (1) on the electrode layer (1). (I) titanium oxide particles adsorbing a visible light absorbing photosensitizer on the electrode layer (1) or titanium oxide thin film (1), and (ii) infrared absorbing photosensitization from near infrared rays A substrate (1) having a porous metal oxide semiconductor film (1) formed of titanium oxide particles adsorbing a material and / or (iii) a titanium oxide particle adsorbing a near-ultraviolet absorbing photosensitizer, and a surface A substrate (2) having an electrode layer (2) on the electrode layer (1) and the electrode layer (2) so as to face each other, the porous metal oxide semiconductor film (1) and the electrode layer An electrolyte is enclosed between (2) and (2).

図1中、1は電極層(1)、2は半導体膜(1)、3は電極層(2)、4は電解質層(2)、5は基板(1)、6は基板(2)、7は酸化チタン薄膜(1)を示す。
なお、本発明の光電気セルは図示した光電気セルに限定されるものではなく、半導体膜を2層以上有し、この間に別の電極層および電解質層を設けた光電気セルであってもよい。
In FIG. 1, 1 is an electrode layer (1), 2 is a semiconductor film (1), 3 is an electrode layer (2), 4 is an electrolyte layer (2), 5 is a substrate (1), 6 is a substrate (2), Reference numeral 7 denotes a titanium oxide thin film (1).
The photoelectric cell of the present invention is not limited to the illustrated photoelectric cell, and may be a photoelectric cell having two or more semiconductor films and another electrode layer and electrolyte layer provided therebetween. Good.

基板
一方の基板としてはガラス基板、PET等の有機ポリマー基板等の透明でかつ絶縁性を有する基板を用いることができる。
As the one substrate, a transparent and insulating substrate such as a glass substrate or an organic polymer substrate such as PET can be used.

他の一方の基板としては使用に耐える強度を有していれば特に制限はなく、ガラス基板、PET等の有機ポリマー基板等の絶縁性基板の他に、金属チタン、金属アルミニウム、金属銅、金属ニッケルなどの導電性基板を使用することができる。   The other substrate is not particularly limited as long as it has enough strength to withstand use. In addition to insulating substrates such as glass substrates and organic polymer substrates such as PET, metal titanium, metal aluminum, metal copper, metal A conductive substrate such as nickel can be used.

また、基板は少なくとも一方が透明であればよく、両方とも透明であってもよい。
電極層
基板(1)表面に形成された電極層(1)としては、酸化錫、Sb、FまたはPがドーピングされた酸化錫、Snおよび/またはFがドーピングされた酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、貴金属等などの従来公知の電極を使用することができる。
Further, it is sufficient that at least one of the substrates is transparent, and both of them may be transparent.
The electrode layer (1) formed on the surface of the electrode layer substrate (1) includes tin oxide, tin oxide doped with Sb, F or P, indium oxide doped with Sn and / or F, antimony oxide, oxidation Conventionally known electrodes such as zinc and noble metals can be used.

このような電極層(1)は、熱分解法、CVD法などの従来公知の方法により形成するこ
とができる。
また、他の一方の基板(2)表面に形成された電極層(2)としては、還元触媒能を有するものであれば特に制限されるものでなく、白金、ロジウム、ルテニウム金属、ルテニウム酸化物等の電極材料、酸化錫、Sb、FまたはPがドーピングされた酸化錫、Snおよび/またはFがドーピングされた酸化インジウム、酸化アンチモンなどの導電性材料の表面に前記電極材料をメッキあるいは蒸着した電極、カーボン電極など従来公知の電極を用いることができる。
Such an electrode layer (1) can be formed by a conventionally known method such as a thermal decomposition method or a CVD method.
In addition, the electrode layer (2) formed on the surface of the other substrate (2) is not particularly limited as long as it has a reduction catalytic ability, and is composed of platinum, rhodium, ruthenium metal, ruthenium oxide. The electrode material was plated or deposited on the surface of a conductive material such as tin oxide, tin oxide doped with Sb, F or P, indium oxide doped with Sn and / or F, or antimony oxide. Conventionally known electrodes such as electrodes and carbon electrodes can be used.

このような電極層(2)は、基板(2)上に前記電極を直接コーティング、メッキあるいは蒸着させて、導電性材料を熱分解法、CDV法等の従来公知の方法により導電層を形成した後、該導電層上に前記電極材料をメッキあるいは蒸着するなど従来公知の方法により形成することができる。   Such an electrode layer (2) was formed by directly coating, plating or vapor-depositing the electrode on the substrate (2), and forming a conductive layer by a conventionally known method such as a thermal decomposition method or a CDV method. Thereafter, the electrode material can be formed on the conductive layer by a conventionally known method such as plating or vapor deposition.

なお、基板(2)は、基板(1)と同様に透明基板であってもよく、また電極層(2)は、電極
層(1)と同様に透明電極であってもよい。さらに、基板(2)は基板(1)と同じものであって
もよく、電極層(2)は電極層(1)と同じものであってもよい。
The substrate (2) may be a transparent substrate similarly to the substrate (1), and the electrode layer (2) may be a transparent electrode similarly to the electrode layer (1). Furthermore, the substrate (2) may be the same as the substrate (1), and the electrode layer (2) may be the same as the electrode layer (1).

透明基板(1)と透明電極層(1)の可視光透過率は高い方が好ましく、具体的には50%以上、特に好ましくは90%以上であることが望ましい。可視光透過率が50%未満の場合は光電変換効率が低くなることがある。   The visible light transmittance of the transparent substrate (1) and the transparent electrode layer (1) is preferably higher, specifically 50% or more, particularly preferably 90% or more. When the visible light transmittance is less than 50%, the photoelectric conversion efficiency may be lowered.

電極層(1)および電極層(2)の抵抗値は、各々100Ω/cm2以下であることが好まし
い。電極層の抵抗値が100Ω/cm2を超えて高くなると光電変換効率が低くなること
がある。
The resistance values of the electrode layer (1) and the electrode layer (2) are each preferably 100 Ω / cm 2 or less. The photoelectric conversion efficiency when the resistance value of the electrode layer is increased beyond 100 [Omega / cm 2 may decrease.

酸化チタン薄膜
本発明において、必要に応じて電極層(1)上に酸化チタン薄膜(1)を形成することができ、この酸化チタン薄膜(1)は増粘剤を含むペルオキシチタン酸水溶液を用いて形成された
ものであり、緻密な膜である。酸化チタン薄膜を形成しておくと、電解液と電極との接触を抑制でき、電子の逆流、電子の再結合の抑制効果がある。またこのような酸化チタン薄膜を形成しても、電子の移動は阻害されない。
Titanium oxide thin film In the present invention, a titanium oxide thin film (1) can be formed on the electrode layer (1) as necessary, and this titanium oxide thin film (1) uses a peroxy titanic acid aqueous solution containing a thickener. This is a dense film. When the titanium oxide thin film is formed, the contact between the electrolytic solution and the electrode can be suppressed, and there is an effect of suppressing the backflow of electrons and the recombination of electrons. Moreover, even if such a titanium oxide thin film is formed, the movement of electrons is not inhibited.

酸化チタン薄膜(1)は膜厚が10〜70nm、さらには20〜40nmの範囲にあるこ
とが好ましい。酸化チタン薄膜(1)の膜厚が薄いと、酸化チタン膜(1)による暗電流の抑制、電子の再結合の抑制が不充分となる。酸化チタン薄膜(1)の膜厚が厚すぎると、エネル
ギー障壁が大きくなりすぎて電子の移動が抑制され、逆に光電変換効率が低下することがある。
The titanium oxide thin film (1) preferably has a thickness of 10 to 70 nm, more preferably 20 to 40 nm. If the thickness of the titanium oxide thin film (1) is small, the suppression of dark current and the suppression of electron recombination by the titanium oxide film (1) are insufficient. If the film thickness of the titanium oxide thin film (1) is too thick, the energy barrier becomes too large to suppress the movement of electrons, and conversely, the photoelectric conversion efficiency may decrease.

また、酸化チタン薄膜(1)は細孔容積が0.01〜0.20ml/g、さらには0.0
2〜0.15ml/gの範囲にあることが好ましい。細孔容積が前記上限よりも多いと、緻密性が低下してしまい、電解液と電極との接触が起こり、電子の逆流、電子の再結合の抑制効果が不充分となることがある。なお、スパッタリングなどの方法でも、緻密な酸化チタン薄膜を得ることは可能であるが、緻密すぎて電子の移動を阻害したり、酸化チタン薄膜表面に形成される多孔質金属酸化物半導体膜との密着性が不充分となることがある。
Further, the titanium oxide thin film (1) has a pore volume of 0.01 to 0.20 ml / g, more preferably 0.0.
It is preferably in the range of 2 to 0.15 ml / g. When the pore volume is larger than the above upper limit, the denseness is lowered, the contact between the electrolytic solution and the electrode occurs, and the effect of suppressing the backflow of electrons and the recombination of electrons may be insufficient. Although it is possible to obtain a dense titanium oxide thin film by a method such as sputtering, it is too dense to inhibit the movement of electrons, or with a porous metal oxide semiconductor film formed on the surface of the titanium oxide thin film. Adhesion may be insufficient.

酸化チタン薄膜(1)は平均細孔径が0.5〜5.0nm、さらには1.0〜3.5nm
の範囲にあることが好ましい。酸化チタン薄膜(1)の平均細孔径が前記上限よりも大きい
ものは、電解液と電極との接触が起こり、電子の逆流、電子の再結合の抑制効果が不充分となることがある。
The titanium oxide thin film (1) has an average pore diameter of 0.5 to 5.0 nm, more preferably 1.0 to 3.5 nm.
It is preferable that it exists in the range. When the average pore size of the titanium oxide thin film (1) is larger than the above upper limit, contact between the electrolytic solution and the electrode may occur, and the effect of suppressing the backflow of electrons and recombination of electrons may be insufficient.

このような酸化チタン薄膜(1)は、電極層(1)上に増粘剤を含むペルオキシチタン酸水溶液を、(A)スピンコート法、(B)ディップコート法、(C)フレキソ印刷法、(D)ロールコーター法、(E)電気泳動法から選ばれる1種以上の方法で塗布し、乾燥し、硬化させることに
より形成することができる。
Such a titanium oxide thin film (1) is a peroxytitanic acid aqueous solution containing a thickener on the electrode layer (1), (A) spin coating method, (B) dip coating method, (C) flexographic printing method, It can be formed by applying, drying and curing by one or more methods selected from (D) roll coater method and (E) electrophoresis method.

酸化チタン薄膜(1)の形成に用いるペルオキシチタン酸水溶液の濃度はTiO2として0
.1〜2.0重量%、さらには0.3〜1.0重量%の範囲にあることが好ましい。ペルオキシチタン酸水溶液の濃度が薄いと、所望の膜厚の酸化チタン薄膜(1)が得られないこ
とがあり、繰返し塗布、乾燥を行う必要が生じる。ペルオキシチタン酸水溶液の濃度が薄いと、乾燥時にクラックが生じたり、緻密な膜を形成できないことがあり、暗電流の抑制、電子の再結合の抑制効果が得られないことがある。
The concentration of the peroxytitanic acid aqueous solution used for forming the titanium oxide thin film (1) is 0 as TiO 2.
. It is preferably in the range of 1 to 2.0% by weight, more preferably 0.3 to 1.0% by weight. If the concentration of the peroxytitanic acid aqueous solution is low, the titanium oxide thin film (1) having a desired film thickness may not be obtained, and it is necessary to repeatedly apply and dry the titanium oxide thin film (1). If the concentration of the peroxytitanic acid aqueous solution is low, cracks may occur during drying or a dense film may not be formed, and the effects of suppressing dark current and suppressing recombination of electrons may not be obtained.

ここで、ペルオキシチタン酸とは過酸化水和チタンをいい、たとえば、チタン化合物の水溶液、または水和酸化チタンのゾルまたはゲルに過酸化水素を加えて加熱することによって調製することができる。具体的には、まず、チタン化合物を加水分解してオルソチタン酸のゾルまたはゲルを調製する。   Here, peroxytitanic acid refers to hydrated titanium peroxide, and can be prepared, for example, by adding hydrogen peroxide to an aqueous solution of a titanium compound, or a sol or gel of hydrated titanium oxide and heating. Specifically, first, a titanium compound is hydrolyzed to prepare a sol or gel of orthotitanic acid.

オルソチタン酸のゲルは、チタン化合物として塩化チタン、硫酸チタン、硫酸チタニルなどのチタン塩を使用し、この水溶液にアルカリを加えて中和し、洗浄することによって得ることができる。また、オルソチタン酸のゾルは、チタン塩の水溶液をイオン交換樹脂に通して陰イオンを除去するか、あるいはチタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトライソプロポキシドなどのチタンアルコキシドの水および/または有機溶媒に酸またはアルカリを加えて加水分解することによって得ることができる。   The orthotitanic acid gel can be obtained by using a titanium salt such as titanium chloride, titanium sulfate, or titanyl sulfate as a titanium compound, neutralizing the aqueous solution by adding an alkali, and washing. In addition, the sol of orthotitanic acid is used to remove anions by passing an aqueous solution of a titanium salt through an ion exchange resin, or water of titanium alkoxide such as titanium tetramethoxide, titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide and the like. It can be obtained by adding an acid or alkali to an organic solvent and hydrolyzing it.

中和あるいは加水分解する際のチタン化合物の溶液のpHは7〜13の範囲にあることが好ましい。チタン化合物溶液のpHが上記範囲にあるとオルソチタン酸のゲルまたはゾルの微細な粒子が得られ、後述する過酸化水素との反応が容易となる。   The pH of the titanium compound solution during neutralization or hydrolysis is preferably in the range of 7-13. When the pH of the titanium compound solution is in the above range, fine particles of orthotitanic acid gel or sol are obtained, and the reaction with hydrogen peroxide described later becomes easy.

さらに、中和あるいは加水分解する際の温度は0〜60℃の範囲にあることが好ましく、特に好ましい範囲は0〜50℃の範囲である。中和あるいは加水分解する際の温度が上記範囲にあるとオルソチタン酸のゲルまたはゾルの微細な粒子が得られ、後述する過酸化水素との反応が容易となる。得られたゲルまたはゾル中のオルソチタン酸粒子は、非晶質であることが好ましい。   Furthermore, the temperature at the time of neutralization or hydrolysis is preferably in the range of 0 to 60 ° C, and particularly preferably in the range of 0 to 50 ° C. When the temperature at the time of neutralization or hydrolysis is within the above range, fine particles of orthotitanic acid gel or sol are obtained, and the reaction with hydrogen peroxide described later becomes easy. The orthotitanic acid particles in the obtained gel or sol are preferably amorphous.

次に、オルソチタン酸のゲルまたはゾルあるいはこれらの混合物に、過酸化水素を添加してオルソチタン酸を溶解してペルオキシチタン酸水溶液を調製する。
ペルオキシチタン酸水溶液を調製するに際しては、オルソチタン酸のゲルまたはゾルあるいはこれらの混合物を、必要に応じて約50℃以上に加熱したり、攪拌したりすることが好ましい。また、この際、オルソチタン酸の濃度が高くなるすぎると、その溶解に長時間を必要とし、さらに未溶解のゲルが沈殿したり、あるいは得られるペルオキシチタン酸水溶液が粘調になることがある。このため、TiO2濃度としては、約10重量%以下であることが好ましく、さらに約5重量%以下であることが望ましい。
Next, hydrogen peroxide is added to the orthotitanic acid gel or sol or a mixture thereof to dissolve the orthotitanic acid to prepare a peroxytitanic acid aqueous solution.
In preparing the peroxytitanic acid aqueous solution, it is preferable to heat or stir the orthotitanic acid gel or sol or a mixture thereof to about 50 ° C. or higher as necessary. At this time, if the concentration of orthotitanic acid is too high, it takes a long time to dissolve the solution, and an undissolved gel may precipitate, or the resulting peroxytitanic acid aqueous solution may become viscous. . For this reason, the TiO 2 concentration is preferably about 10% by weight or less, and more preferably about 5% by weight or less.

添加する過酸化水素の量は、H22/TiO2(オルソチタン酸はTiO2に換算)重量比で1以上であれば、オルソチタン酸を完全に溶解することができる。H22/TiO2重量比が1未満であると、オルソチタン酸が完全には溶解せず、未反応のゲルまたはゾルが残存することがある。また、H22/TiO2重量比は大きいほど、オルソチタン酸の溶解速度は大きく反応時間は短時間で終了するが、あまり過剰に過酸化水素を用いても、未反応の過酸化水素が系内に残存するだけであり、経済的でない。このような量で過酸化水素を用いると、オルソチタン酸は0.5〜20時間程度で溶解する。本発明に用いるペルオキシ
チタン酸水溶液は溶解後、50〜90℃で熟成することが好ましい。この熟成を行うと実質的に非晶質であるがアナターゼ類似のX線回折パターンを示し、平均粒子径が10〜50nmの範囲にある粒子が生成し、前記細孔容積および平均細孔径を有する酸化チタン薄膜を再現性よく得ることができる。
If the amount of hydrogen peroxide to be added is 1 or more in terms of the weight ratio of H 2 O 2 / TiO 2 (ortho titanic acid is converted to TiO 2 ), the ortho titanic acid can be completely dissolved. If the H 2 O 2 / TiO 2 weight ratio is less than 1, orthotitanic acid may not be completely dissolved, and an unreacted gel or sol may remain. In addition, as the H 2 O 2 / TiO 2 weight ratio is larger, the dissolution rate of orthotitanic acid is larger and the reaction time is completed in a shorter time. Remains in the system and is not economical. When hydrogen peroxide is used in such an amount, orthotitanic acid dissolves in about 0.5 to 20 hours. The aqueous peroxytitanic acid solution used in the present invention is preferably aged at 50 to 90 ° C. after dissolution. When this aging is carried out, it is substantially amorphous but exhibits an anatase-like X-ray diffraction pattern, and particles having an average particle diameter in the range of 10 to 50 nm are generated, and have the pore volume and the average pore diameter. A titanium oxide thin film can be obtained with good reproducibility.

熟成時間は熟成温度によっても異なるが、通常1〜25時間である。
また、本発明に用いるペルオキシチタン酸水溶液は増粘剤を含んでいるが、増粘剤としてはエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ノルマルブタノール、ターシャリーブタノール等が含まれていてもよい。このような増粘剤がペルオキシチタン酸水溶液中に含まれていると、塗布液の粘度が高くなり、これにより均一に塗布することができ、クラックのない均一な膜厚の酸化チタン薄膜が得られ、下層の電極層との密着性の高い酸化チタン薄膜を得ることができる。
The aging time varies depending on the aging temperature, but is usually 1 to 25 hours.
Further, the peroxytitanic acid aqueous solution used in the present invention contains a thickener, and as the thickener, ethylene glycol, polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxypropyl cellulose, polyacrylic acid, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, methanol, ethanol , Isopropyl alcohol, normal butanol, tertiary butanol and the like may be contained. When such a thickener is contained in the peroxytitanic acid aqueous solution, the viscosity of the coating solution increases, and this enables uniform coating, resulting in a titanium oxide thin film having a uniform thickness without cracks. Thus, a titanium oxide thin film having high adhesion to the lower electrode layer can be obtained.

ペルオキシチタン酸水溶液中の増粘剤の濃度は増粘剤の種類によっても異なるが1.0〜60.0重量%、さらには3.0〜35.0重量%の範囲にあることが好ましい。
増粘剤の濃度が1.0重量%未満の場合は前記増粘剤を用いた効果が不充分であり、60.0重量%を越えると塗布性が低下し、膜厚が厚くなりすぎたり、クラックが生じることがあり、前記酸化チタン薄膜を設ける効果が得られないことがある。
The concentration of the thickener in the peroxytitanic acid aqueous solution varies depending on the type of the thickener, but is preferably in the range of 1.0 to 60.0% by weight, more preferably 3.0 to 35.0% by weight.
When the concentration of the thickener is less than 1.0% by weight, the effect of using the thickener is insufficient, and when it exceeds 60.0% by weight, the coatability is lowered and the film thickness becomes too thick. Cracks may occur, and the effect of providing the titanium oxide thin film may not be obtained.

ペルオキシチタン酸水溶液の塗布方法が(A)スピンコート法、(B)ディップコート法、(C)フレキソ印刷法、(D)ロールコーター法(E)電気泳動法のいずれかであれば、電極層との
密着性に優れ、膜厚が均一で、クラックがなく、かつ強度に優れた酸化チタン薄膜(1)を
形成することができ、特に工業的にはフレキソ印刷法が好適に採用することができる。
If the coating method of the peroxytitanic acid aqueous solution is any one of (A) spin coating method, (B) dip coating method, (C) flexographic printing method, (D) roll coater method (E) electrophoresis method, electrode layer It is possible to form a titanium oxide thin film (1) that has excellent adhesion with the film, has a uniform film thickness, is free of cracks, and is excellent in strength, and is particularly suitable for industrial use in flexographic printing. it can.

乾燥は分散媒である水を除去できる温度であればよく、従来公知の方法を採用することができ、風乾することも可能であるが、通常50〜200℃で0.2〜5時間程度乾燥す
る。本発明では、乾燥後、後述する多孔質金属酸化物半導体膜を形成することができるが、乾燥後硬化した後多孔質金属酸化物半導体膜を形成してもよい。
The drying may be performed at a temperature that can remove water as a dispersion medium, and a conventionally known method can be adopted and air drying is also possible. Usually, drying is performed at 50 to 200 ° C. for about 0.2 to 5 hours. To do. In the present invention, a porous metal oxide semiconductor film to be described later can be formed after drying, but the porous metal oxide semiconductor film may be formed after curing after drying.

乾燥処理のみでも硬化するが、さらに必要に応じて紫外線を照射し、ついで加熱処理によってアニーリングする。
紫外線の照射はペルオキソチタン酸が分解して硬化するに必要な量照射すればよい。
加熱処理は、通常、200〜500℃、さらには300〜450℃で概ね1〜48時間処理する。
Although it hardens | cures only by a drying process, it irradiates with an ultraviolet-ray as needed and then anneals by heat processing.
Irradiation with ultraviolet rays may be performed in an amount necessary to decompose and cure peroxotitanic acid.
The heat treatment is usually performed at 200 to 500 ° C., further at 300 to 450 ° C. for about 1 to 48 hours.

多孔質金属酸化物半導体膜
前記電極層(1)上、または必要に応じて設ける酸化チタン薄膜(1)上に(i)可視光吸収光
増感材を吸着した酸化チタン粒子と、(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子および/または(iii)近紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子から
なる多孔質金属酸化物半導体膜が形成されている。
(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子
(酸化チタン粒子)
本発明に用いる酸化チタン粒子としては、酸化チタン微粒子(1)と多孔質酸化チタン微
粒子集合体(2)との混合物を用いる。
(1)酸化チタン微粒子
酸化チタン微粒子の平均粒子径は、5〜200n、好ましくは10〜100nmの範囲にあるものが望ましい。酸化チタン粒子が前記範囲よりも小さいものは得ることが困難であり、得られたとしても結晶性が低く、また、半導体膜形成時の加熱処理によっては焼結することがあり、これにより多孔質金属酸化物半導体膜の比表面積が低下し、光増感材の吸着量が低下し、光電変換効率が不充分となることがある。
(I) Titanium oxide particles adsorbing a visible light absorbing photosensitizer on the electrode layer (1) or a titanium oxide thin film (1) provided as necessary, and (ii) a porous metal oxide semiconductor film; A porous metal oxide semiconductor film comprising titanium oxide particles adsorbing an infrared absorbing photosensitizer from near infrared and / or (iii) titanium oxide particles adsorbing a near ultraviolet absorbing photosensitizer is formed.
(i) Titanium oxide particles adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer (titanium oxide particles)
As the titanium oxide particles used in the present invention, a mixture of titanium oxide fine particles (1) and porous titanium oxide fine particle aggregates (2) is used.
(1) Titanium oxide fine particles The average particle diameter of the titanium oxide fine particles is 5 to 200 n, preferably 10 to 100 nm. It is difficult to obtain particles with titanium oxide particles smaller than the above range, and even if obtained, the crystallinity is low, and depending on the heat treatment at the time of forming the semiconductor film, it may be sintered, which makes it porous. In some cases, the specific surface area of the metal oxide semiconductor film decreases, the amount of adsorption of the photosensitizer decreases, and the photoelectric conversion efficiency becomes insufficient.

酸化チタン微粒子の平均粒子径が大きすぎると、得られる多孔質金属酸化物半導体膜の強度が不充分となり、また、粒子径が大きいことにより比表面積が低下し、光増感材の吸着が低下することから、光電変換効率が不充分となることがある。
(2)多孔質酸化チタン微粒子集合体
本発明では、上記酸化チタン微粒子とともに、平均粒子径が0.5〜10μmの範囲にあり、細孔容積が0.1〜0.8ml/gの範囲にある多孔質酸化チタン微粒子集合体とを使用する。
If the average particle size of the titanium oxide fine particles is too large, the strength of the resulting porous metal oxide semiconductor film will be insufficient, and the large particle size will decrease the specific surface area and decrease the adsorption of the photosensitizer. As a result, the photoelectric conversion efficiency may be insufficient.
(2) Porous titanium oxide fine particle aggregate In the present invention, together with the titanium oxide fine particles, the average particle diameter is in the range of 0.5 to 10 μm, and the pore volume is in the range of 0.1 to 0.8 ml / g. A certain porous titanium oxide fine particle aggregate is used.

このような、多孔質酸化チタン微粒子集合体を含んでいると、厚膜が形成可能であるとともに、低温で硬化させることができるので、吸着した光増感材が脱離することも、分解することもなく、光電変換効率に優れた光電気セルを得ることができる。また、基材としてガラス基板に代えて、軟化点の低い樹脂基板を用いることも可能である。   When such a porous titanium oxide fine particle aggregate is included, a thick film can be formed and cured at a low temperature, so that the adsorbed photosensitizer is also desorbed and decomposed. It is possible to obtain a photoelectric cell excellent in photoelectric conversion efficiency. Moreover, it is also possible to use a resin substrate having a low softening point instead of the glass substrate as a base material.

多孔質酸化チタン微粒子集合体は、粒状酸化チタン微粒子、繊維状酸化チタン微粒子、管状酸化チタン微粒子のいずれか1種以上からなる集合体である。
粒状酸化チタン微粒子には、球状、サイコロ状等を含み、後述する繊維状粒子等と区別され、アスペクト比が概ね4以下、好ましくは2以下の粒子を意味している。
The porous titanium oxide fine particle aggregate is an aggregate composed of at least one of granular titanium oxide fine particles, fibrous titanium oxide fine particles, and tubular titanium oxide fine particles.
The granular titanium oxide fine particles include spherical particles, dice particles, and the like, and are distinguished from fibrous particles described later, and mean particles having an aspect ratio of approximately 4 or less, preferably 2 or less.

粒状酸化チタン微粒子は、平均粒子径が5〜200nm、さらには10〜100nmの範囲にあることが好ましい。なお、粒状酸化チタン微粒子は、前記(1)酸化チタン微粒子
と同じものでもよく、また前記(1)酸化チタン微粒子よりも大きいものを使用してもよい
The granular titanium oxide fine particles preferably have an average particle diameter in the range of 5 to 200 nm, more preferably 10 to 100 nm. The granular titanium oxide fine particles may be the same as the (1) titanium oxide fine particles, or may be larger than the (1) titanium oxide fine particles.

粒状酸化チタン微粒子(1)未満のものは得ることが困難であり、得られたとしても、こ
れを用いて得られる酸化チタン微粒子集合体の細孔容積が小さくなるとともに表面積が低
下するため光増感材の吸着量が低下し、また、電解質の拡散性が低下してバックカレントを引き起こすことがあり、光電変換効率が不充分となることがある。
It is difficult to obtain particles smaller than the granular titanium oxide fine particles (1). Even if they are obtained, the pore volume of the aggregate of titanium oxide fine particles obtained by using them becomes smaller and the surface area is reduced. The adsorbed amount of the light-sensitive material is reduced, and the diffusibility of the electrolyte is lowered to cause back current, which may result in insufficient photoelectric conversion efficiency.

粒状酸化チタン微粒子(1)の平均粒子径が200nmを越えると、得られる多孔質酸化
チタン微粒子集合体の強度が不充分となり、また、粒状酸化チタン微粒子(1)の粒子径が
大きいことにより比表面積が低下し、光増感材の吸着が低下することから、光電変換効率が不充分となることがある。
When the average particle diameter of the granular titanium oxide fine particles (1) exceeds 200 nm, the strength of the resulting porous titanium oxide fine particle aggregate becomes insufficient, and the granular titanium oxide fine particles (1) have a large particle diameter. Since the surface area is reduced and the adsorption of the photosensitizer is reduced, the photoelectric conversion efficiency may be insufficient.

このような粒状酸化チタン微粒子としては、平均粒子径が前記範囲に有れば特に制限はなく従来公知の酸化チタン微粒子を用いることができる。例えば、本願出願人の出願による特開昭63−229139号公報に開示したアナタース型酸化チタン粒子は好適に用いることができる。   Such granular titanium oxide fine particles are not particularly limited as long as the average particle diameter is in the above range, and conventionally known titanium oxide fine particles can be used. For example, the anatase-type titanium oxide particles disclosed in JP-A-63-229139 filed by the applicant of the present application can be suitably used.

繊維状酸化チタン微粒子は、アスペクト比(WF)/(LF)が5〜200にあるものであり、さらには10〜100の範囲にあるものが望ましい。
繊維状酸化チタン微粒子のアスペクト比(WF)/(LF)が小さいものは前記粒状酸化チタン微粒子に分類され、得ること自体が困難である。アスペクト比(WF)/(LF)が大きいものは、多孔質酸化チタン微粒子集合体を得るために後述するペルオキシチタン酸等のバインダーとして作用する酸化チタンを多く必要とし、この場合得られる多孔質酸化チタン微粒子集合体の細孔容積が小さくなり、光増感材の吸着量が不十分となる場合がある。
The fibrous titanium oxide fine particles have an aspect ratio (W F ) / (L F ) in the range of 5 to 200, and more preferably in the range of 10 to 100.
Those having a small aspect ratio (W F ) / (L F ) of the fibrous titanium oxide fine particles are classified as the granular titanium oxide fine particles and are difficult to obtain. Those having a large aspect ratio (W F ) / (L F ) require a large amount of titanium oxide that acts as a binder such as peroxytitanic acid described later in order to obtain a porous titanium oxide fine particle aggregate. In some cases, the pore volume of the aggregate of fine titanium oxide particles becomes small, and the amount of adsorption of the photosensitizer becomes insufficient.

繊維状酸化チタン微粒子の平均幅(WF)は、5〜40nm、さらには10〜30nm
の範囲にあることが好ましい。前記の平均幅(WF)が小さいものは得ることが困難であ
り、大きすぎると、得られる多孔質酸化チタン微粒子集合体の比表面積が低下し、光増感材の吸着量が不十分となる場合がある。
The average width (W F ) of the fibrous titanium oxide fine particles is 5 to 40 nm, more preferably 10 to 30 nm.
It is preferable that it exists in the range. When the average width (W F ) is small, it is difficult to obtain, and if it is too large, the specific surface area of the resulting porous titanium oxide fine particle aggregate is reduced, and the adsorption amount of the photosensitizer is insufficient. There is a case.

繊維状酸化チタン微粒子の平均長さ(LF)が25〜1000nm、さらには50〜5
00nmの範囲にあることが好ましい。前記平均長さ(LF)が短すぎるとアスペクト比
が小さくなり、前記粒状酸化チタン微粒子に分類される。繊維状酸化チタン微粒子の平均長さが長すぎると、多孔質酸化チタン微粒子集合体を得るために後述するペルオキシチタン酸等のバインダーとして作用する酸化チタンを多く必要とし、この場合得られる多孔質酸化チタン微粒子集合体の細孔容積が小さくなり、光増感材の吸着量が不十分となる場合がある。
The average length (L F ) of the fibrous titanium oxide fine particles is 25 to 1000 nm, and further 50 to 5
It is preferably in the range of 00 nm. If the average length (L F ) is too short, the aspect ratio becomes small, and the particles are classified into the granular titanium oxide fine particles. If the average length of the fibrous titanium oxide fine particles is too long, a large amount of titanium oxide acting as a binder such as peroxytitanic acid described later is required to obtain a porous titanium oxide fine particle aggregate, and the porous oxidation obtained in this case In some cases, the pore volume of the titanium fine particle aggregate becomes small, and the amount of adsorption of the photosensitizer becomes insufficient.

このような繊維状酸化チタン微粒子としては、平均幅(WF)、平均長さ(LF)およびアスペクト比(WF)/(LF)が前記範囲に有れば特に制限はなく従来公知の繊維状酸化チタン微粒子を用いることができる。例えば、本願出願人の出願による特開2005−68001号公報に開示したアナタース型繊維状酸化チタン微粒子は好適に用いることができる。 Such fibrous titanium oxide fine particles are not particularly limited as long as the average width (W F ), average length (L F ), and aspect ratio (W F ) / (L F ) are within the above ranges. The fibrous titanium oxide fine particles can be used. For example, the anatase type fibrous titanium oxide fine particles disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-68001 filed by the applicant of the present application can be suitably used.

管状酸化チタン微粒子は、アスペクト比(LP)/(DouT)が5〜200、好ましくは10〜100nmの範囲にあり、かつ管状(つまり中空)となっているものである。
管状酸化チタン微粒子のアスペクト比(LP)/(DouT)が小さいものは得ることが困難であり、アスペクト比(LP)/(DouT)が大きすぎると、繊維状酸化チタン微粒子と同様に、多孔質酸化チタン微粒子集合体を得るために後述するペルオキシチタン酸等のバインダーとして作用する酸化チタンを多く必要とし、この場合得られる多孔質酸化チタン微粒子集合体の細孔容積が小さくなり、光増感材の吸着量が不十分となる場合がある。
The tubular titanium oxide fine particles have an aspect ratio (L P ) / (D ouT ) of 5 to 200 , preferably 10 to 100 nm, and are tubular (that is, hollow).
Tubular titanium oxide fine particles having a small aspect ratio (L P ) / (D ouT ) are difficult to obtain. If the aspect ratio (L P ) / (D ouT ) is too large, the same as the fibrous titanium oxide fine particles. In addition, in order to obtain a porous titanium oxide fine particle aggregate, a large amount of titanium oxide acting as a binder such as peroxytitanic acid described later is required. In this case, the pore volume of the resulting porous titanium oxide fine particle aggregate is reduced, The amount of adsorption of the photosensitizer may be insufficient.

管状酸化チタン微粒子の平均管外径(DouT)が5〜40nm、好ましくは10〜30
nmの範囲にあることが望ましい。
前記平均管外径(DouT)が小さすぎるものは得ることが困難であり、(DouT)が大きすぎると、管厚にもよるが、得られる多孔質酸化チタン微粒子集合体の比表面積が低下し、光増感材の吸着量が不十分となる場合がある。
The average tube outer diameter (D ouT ) of the tubular titanium oxide fine particles is 5 to 40 nm, preferably 10 to 30
It is desirable to be in the range of nm.
It is difficult to obtain a tube having an average tube outer diameter (D ouT ) that is too small. If (D ouT ) is too large, the specific surface area of the resulting porous titanium oxide fine particle aggregate depends on the tube thickness. In some cases, the amount of adsorption of the photosensitizer becomes insufficient.

管状酸化チタン微粒子の平均長さ(LP)が25〜1000nm、50〜500nmの
範囲にあることが好ましい。前記平均長さ(LP)が短いものは得ることが困難であり、
平均長さ(LP)が長すぎると、多孔質酸化チタン微粒子集合体を得るために後述するペ
ルオキシチタン酸等のバインダーとして作用する酸化チタンを多く必要とし、この場合得られる多孔質酸化チタン微粒子集合体の細孔容積が小さくなり、光増感材の吸着量が不十分となる場合がある。
The average length (L P ) of the tubular titanium oxide fine particles is preferably in the range of 25 to 1000 nm and 50 to 500 nm. It is difficult to obtain a material having a short average length (L P ),
If the average length (L P ) is too long, a large amount of titanium oxide acting as a binder such as peroxytitanic acid described later is required to obtain a porous titanium oxide fine particle aggregate, and the porous titanium oxide fine particles obtained in this case In some cases, the pore volume of the aggregate becomes small, and the amount of adsorption of the photosensitizer becomes insufficient.

またこの管状酸化チタン微粒子の平均管厚は、0.5〜10nm、好ましくは1〜8nmの範囲にあることが望ましい。管厚は平均管外径の1/2を越えない。
このような管状酸化チタン微粒子としては、平均管外径(DouT)、平均長さ(LP)およびアスペクト比アスペクト比(LP)/(DouT)が前記範囲に有れば特に制限はなく従来公知の繊維状酸化チタン微粒子を用いることができる。例えば、本願出願人の出願による特開2003−137549号公報に開示したアナタース型管状酸化チタン微粒子は好適に用いることができる。
The average tube thickness of the tubular titanium oxide fine particles is desirably in the range of 0.5 to 10 nm, preferably 1 to 8 nm. The tube thickness does not exceed 1/2 of the average tube outer diameter.
The tubular titanium oxide fine particles are not particularly limited as long as the average tube outer diameter (D ouT ), average length (L P ), and aspect ratio aspect ratio (L P ) / (D ouT ) are within the above ranges. Conventionally known fibrous titanium oxide fine particles can be used. For example, the anatase type tubular titanium oxide fine particles disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-137549 filed by the applicant of the present application can be suitably used.

多孔質酸化チタン微粒子集合体は、前記粒状酸化チタン微粒子、繊維状酸化チタン微粒子、管状酸化チタン微粒子のいずれか1種以上の酸化チタン微粒子の集合体である。
多孔質酸化チタン微粒子集合体の平均粒子径は0.5〜10μm、さらには1〜5μmの範囲にあることが好ましい。集合体の平均粒子径が小さいと、少ない回数で均一な厚膜の光電気セル用多孔質金属酸化物半導体膜を形成することが困難である。多孔質酸化チタン微粒子集合体の平均粒子径が大きすぎると、得られる金属酸化物半導体膜の強度が不充分となったり、クラックが発生する場合がある。さらに、均一な膜厚の半導体膜が得られない場合があり、このため対極の電極間距離の制御が困難になり充分な光電変換効率が得られない場合がある。
The porous titanium oxide fine particle aggregate is an aggregate of at least one kind of titanium oxide fine particles of the granular titanium oxide fine particles, fibrous titanium oxide fine particles, and tubular titanium oxide fine particles.
The average particle diameter of the porous titanium oxide fine particle aggregate is preferably in the range of 0.5 to 10 μm, more preferably 1 to 5 μm. If the average particle size of the aggregate is small, it is difficult to form a uniform porous porous metal oxide semiconductor film for photovoltaic cells with a small number of times. If the average particle size of the porous titanium oxide fine particle aggregate is too large, the strength of the resulting metal oxide semiconductor film may be insufficient or cracks may occur. In addition, a semiconductor film having a uniform film thickness may not be obtained. For this reason, it may be difficult to control the distance between the electrodes of the counter electrode, and sufficient photoelectric conversion efficiency may not be obtained.

多孔質酸化チタン微粒子集合体の細孔容積は0.1〜0.8ml/g、さらには0.2〜0.65ml/gの範囲にあることが好ましい。多孔質酸化チタン微粒子集合体の細孔容積が小さいと、多孔質酸化チタン微粒子集合体の比表面積が低くなり(つまり空隙が少なくなる)、このため光増感材の吸着量が低下し、また、電解質の拡散性が低下してバックカレントを引き起こすことがあり、光電変換効率が不充分となることがある。多孔質酸化チタン微粒子集合体の細孔容積が大きすぎると、多孔質酸化チタン微粒子集合体の強度が不充分となるとともに得られる多孔質金属酸化物半導体膜の強度が不充分となり、クラックが発生する場合がある。多孔質酸化チタン微粒子集合体の細孔容積が前記範囲にあると充分な量の光増感材を吸着することができ、かつ充分な強度を有し、クラックの発生のない多孔質金属酸化物半導体膜を得ることができる。   The pore volume of the porous titanium oxide fine particle aggregate is preferably in the range of 0.1 to 0.8 ml / g, more preferably 0.2 to 0.65 ml / g. When the pore volume of the porous titanium oxide fine particle aggregate is small, the specific surface area of the porous titanium oxide fine particle aggregate becomes low (that is, the voids are reduced), and therefore the adsorption amount of the photosensitizer is reduced, and The diffusibility of the electrolyte may be lowered to cause a back current, and the photoelectric conversion efficiency may be insufficient. If the pore volume of the porous titanium oxide fine particle aggregate is too large, the strength of the porous titanium oxide fine particle aggregate becomes insufficient and the strength of the resulting porous metal oxide semiconductor film becomes insufficient, causing cracks. There is a case. When the pore volume of the porous titanium oxide fine particle aggregate is in the above range, a sufficient amount of the photosensitizer can be adsorbed and has sufficient strength and is free from cracks. A semiconductor film can be obtained.

このような多孔質酸化チタン微粒子集合体の製造方法は、前記粒状酸化チタン微粒子、繊維状酸化チタン微粒子、管状酸化チタン微粒子を用いて、前記平均粒子径および細孔容積を有する酸化チタン微粒子集合体が得られれば特に制限はないが、本願出願人の出願による出願による特開昭61−174103号公報に開示した方法に準拠して製造することができる。   A method for producing such a porous titanium oxide fine particle aggregate is obtained by using the granular titanium oxide fine particles, fibrous titanium oxide fine particles, and tubular titanium oxide fine particles, and the titanium oxide fine particle aggregate having the average particle diameter and pore volume. Can be produced according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-174103 filed by the applicant's application.

具体的には、前記前記粒状酸化チタン微粒子、繊維状酸化チタン微粒子、管状酸化チタン微粒子のいずれか1種以上の酸化チタン微粒子の分散液を噴霧乾燥することによって得
ることができる。
Specifically, it can be obtained by spray-drying a dispersion of at least one of the granular titanium oxide fine particles, fibrous titanium oxide fine particles, and tubular titanium oxide fine particles.

噴霧条件としては、用いる酸化チタン微粒子種類、大きさ、分散液の濃度等によって異なるが、例えば、噴霧乾燥雰囲気温度が概ね10〜150℃、好ましくは40〜120℃、湿度が3〜13体積%、好ましくは5〜9体積%の気流中に噴霧して乾燥することによって得ることができる。この様な条件で噴霧乾燥すると球状の多孔質酸化チタン微粒子集合体が得られ、容易に均一な厚膜が得られ、色素の吸着量が十分であり、かつ、電子移動性が良好な多孔質金属酸化物半導体膜を得ることができる。   The spraying conditions vary depending on the type and size of the titanium oxide fine particles used, the concentration of the dispersion, and the like. For example, the spray drying atmosphere temperature is generally 10 to 150 ° C, preferably 40 to 120 ° C, and the humidity is 3 to 13% by volume. It can be obtained by spraying and drying in an airflow of preferably 5 to 9% by volume. When spray-dried under these conditions, a spherical porous titanium oxide fine particle aggregate is obtained, a uniform thick film is easily obtained, the amount of dye adsorbed is sufficient, and the electron mobility is good. A metal oxide semiconductor film can be obtained.

噴霧する酸化チタン微粒子の分散液の濃度は、固形分として1.0〜40重量%、さらには5.0〜20重量%の範囲にあることが好ましい。酸化チタン微粒子分散液の固形文濃度が低すぎると、集合体を得ることが困難であり、得られたとしても平均粒子径が小さくなり、本願の目的を達成することが困難となる。酸化チタン微粒子分散液の固形分濃度が高すぎると、分散液の粘度が高く噴霧乾燥することができない場合がある。   The concentration of the dispersion of fine titanium oxide particles to be sprayed is preferably in the range of 1.0 to 40% by weight, more preferably 5.0 to 20% by weight as the solid content. If the solid sentence concentration of the titanium oxide fine particle dispersion is too low, it is difficult to obtain an aggregate, and even if it is obtained, the average particle size becomes small, making it difficult to achieve the object of the present application. If the solid content concentration of the titanium oxide fine particle dispersion is too high, the dispersion may have a high viscosity and may not be spray dried.

前記噴霧する酸化チタン微粒子の分散液には、オルソチタン酸のゲルまたはゾルの微細な粒子、あるいはこれを過酸化水素で溶解して得られるペルオキシチタン酸、さらにペルオキシチタン酸を加熱熟成して得られるチタニアゾルを含むことが望ましい。なおオキシチタン酸およびペルオキシチタン酸は前記した通りである。これらはバインダーとして作用し、前記粒状、繊維状、管状の酸化チタン微粒子どうしを結合し、多孔質酸化チタン微粒子集合体を容易に得ることができ、得られた多孔質酸化チタン微粒子集合体は容易に壊れることもなく、さらに得られた集合体を必要に応じて焼成することによってアナタース型酸化チタンとなり、光増感材の吸着にも寄与し、光電変換効率を低下させることがないので好適に用いることができる。このようなバインダーの使用は、前記粒状、繊維状、管状の酸化チタン微粒子が大きい場合に必要であり、有効である。   The dispersion of the fine titanium oxide particles to be sprayed is obtained by heating and aging peroxytitanic acid obtained by dissolving fine particles of orthotitanic acid gel or sol with hydrogen peroxide or further dissolving it with hydrogen peroxide. It is desirable to include a titania sol. Oxytitanic acid and peroxytitanic acid are as described above. These act as a binder, and can combine the granular, fibrous, and tubular titanium oxide fine particles to easily obtain a porous titanium oxide fine particle aggregate. The resulting porous titanium oxide fine particle aggregate is easily obtained In addition, it is suitable for the anatase-type titanium oxide by calcining the obtained aggregate as needed without contributing to the adsorption of the photosensitizer and reducing the photoelectric conversion efficiency. Can be used. Use of such a binder is necessary and effective when the granular, fibrous, and tubular titanium oxide fine particles are large.

バインダーの使用量は固形分(TiO2)として酸化チタン微粒子の重量の1/100
〜30/100、さらには2/100〜20/100の範囲にあることが好ましい。
バインダーの使用量が少ないと、多孔質酸化チタン微粒子集合体の強度が不充分となることがあり、容易に崩壊する場合があり、多孔質酸化チタン微粒子集合体を用いる効果が充分得られない場合がある。バインダーの量が多すぎても、得られる酸化チタン微粒子集合体の細孔容積が小さくなりすぎ、光増感材の吸着量が不充分となる場合がある。
The amount of the binder used is 1/100 of the weight of the titanium oxide fine particles as solid content (TiO 2 ).
It is preferable to be in the range of -30/100, more preferably 2 / 100-20 / 100.
When the amount of the binder used is small, the strength of the porous titanium oxide fine particle aggregate may become insufficient, may easily collapse, and the effect of using the porous titanium oxide fine particle aggregate cannot be obtained sufficiently There is. Even if the amount of the binder is too large, the pore volume of the resulting titanium oxide fine particle aggregate becomes too small, and the adsorption amount of the photosensitizer may be insufficient.

バインダーを使用する場合も、前記範囲の固形分となるようにする。
噴霧乾燥して得られた多孔質酸化チタン微粒子集合体はそのまま用いることもできるが、ついで、焼成(加熱処理)することが好ましい。焼成温度は200〜800℃、さらには300〜700℃の範囲にあることが好ましい。焼成温度が低いと、粒子間の結合力が弱く、充分な強度が得られない場合があったり、バインダー成分のアナタース型酸化チタンへの結晶化が不十分となり、充分な光電変換効率が得られない場合がある。焼成温度が高いと比表面積の低下により光増感材の吸着量が低下したり、アナタース型酸化チタンがルチル型酸化チタンへ結晶転移することがあり、光電変換効率が低下する場合がある。
Also when using a binder, it is set as the solid content of the said range.
The porous titanium oxide fine particle aggregate obtained by spray-drying can be used as it is, but is then preferably fired (heat treatment). The firing temperature is preferably in the range of 200 to 800 ° C, more preferably 300 to 700 ° C. If the firing temperature is low, the bonding force between the particles is weak and sufficient strength may not be obtained, or the binder component is insufficiently crystallized to anatase-type titanium oxide, and sufficient photoelectric conversion efficiency is obtained. There may not be. If the firing temperature is high, the adsorption amount of the photosensitizer may decrease due to a decrease in specific surface area, or anatase-type titanium oxide may crystallize to rutile-type titanium oxide, which may reduce photoelectric conversion efficiency.

混合物中の酸化チタン微粒子と集合体の量比は、酸化チタン粒子として、前記(1)酸化
チタン微粒子と(2)多孔質酸化チタン微粒子集合体とを混合して用いる場合、多孔質金属
酸化物半導体膜中の多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)の含有量は、固形分(TiO2)として30〜70重量%、さらには35〜50重量%の範囲の範囲にあることが好ましい。多孔質金属酸化物半導体膜中の多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)の含有量が少ないと、
少ない回数で所望の厚さの多孔質金属酸化物半導体膜を形成できない場合があり、繰り返し操作が必要となる。多孔質金属酸化物半導体膜中の多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)
が多すぎると、酸化チタン微粒子(1)が少ないため、多孔質半導体膜の強度が不充分とな
ったり、光電変換効率が不充分となる場合がある。
When the titanium oxide fine particles and aggregates in the mixture are used as a titanium oxide particle, the above-mentioned (1) titanium oxide fine particles and (2) porous titanium oxide fine particle aggregates are used in combination. The content of the porous titanium oxide fine particle aggregate (2) in the semiconductor film is preferably in the range of 30 to 70% by weight, more preferably 35 to 50% by weight as the solid content (TiO 2 ). When the content of the porous titanium oxide fine particle aggregate (2) in the porous metal oxide semiconductor film is small,
A porous metal oxide semiconductor film having a desired thickness may not be formed with a small number of times, and a repeated operation is required. Porous titanium oxide fine particle aggregates in porous metal oxide semiconductor films (2)
If the amount is too large, the amount of the titanium oxide fine particles (1) is small, so that the strength of the porous semiconductor film may be insufficient or the photoelectric conversion efficiency may be insufficient.

本発明で使用される酸化チタン粒子中の多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)の含有量は
30重量%以上、好ましくは50重量%以上の範囲にあることが望ましい。この範囲であれば、少ない回数で所望の厚さの多孔質金属酸化物半導体膜を充分に形成できる。
The content of the porous titanium oxide fine particle aggregate (2) in the titanium oxide particles used in the present invention is 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more. Within this range, a porous metal oxide semiconductor film having a desired thickness can be sufficiently formed with a small number of times.

酸化チタン粒子以外の成分を含む場合、酸化チタン粒子量は、77重量%以上、好ましくは87重量%以上の量で含まれていることが望ましい。
このような酸化チタン粒子(酸化チタン微粒子(1)および多孔質酸化チタン微粒子集合
体(2)を含む)が可視光吸収光増感材を吸着している。
When components other than titanium oxide particles are included, the amount of titanium oxide particles is desirably 77% by weight or more, preferably 87% by weight or more.
Such titanium oxide particles (including titanium oxide fine particles (1) and porous titanium oxide fine particle aggregates (2)) adsorb the visible light absorbing photosensitizer.

可視光吸収光増感材
可視光吸収光増感材としては、可視光領域(波長=480〜600nm)の光を吸収して励起するものであれば特に制限はなく、たとえば有機色素、金属錯体などを用いることができる。
The visible light absorbing photosensitizer is not particularly limited as long as it absorbs and excites light in the visible light region (wavelength = 480 to 600 nm). For example, an organic dye or a metal complex Etc. can be used.

有機色素としては、分子中にカルボキシル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシル基、スルホン基、カルボキシアルキル基等の官能基を有する従来公知の有機色素が使用でき、具体的には、三菱製紙製D102色素などが用いられる。   As the organic dye, a conventionally known organic dye having a functional group such as a carboxyl group, a hydroxyalkyl group, a hydroxyl group, a sulfone group, or a carboxyalkyl group in the molecule can be used. Is used.

また、金属錯体としては、ルテニウム-トリス(2,2'-ビスピリジル-4,4'-ジカルボキシ
ラート)、シス-(SCN-)-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
、ルテニウム-シス-ジアクア-ビス(2,2'-ビピリジル-4,4'-ジカルボキシラート)などのルテニウム-シス-ジアクア-ビピリジル錯体などの錯体を挙げることができる。
Examples of the metal complex include ruthenium-tris (2,2′-bispyridyl-4,4′-dicarboxylate), cis- (SCN ) -bis (2,2′-bipyridyl-4,4′-dicarboxylate). Mention may be made of complexes such as ruthenium-cis-diaqua-bipyridyl complexes such as carboxylate) ruthenium, ruthenium-cis-diaqua-bis (2,2′-bipyridyl-4,4′-dicarboxylate).

酸化チタン粒子(酸化チタン微粒子(1)および多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)を含む)への光増感材の吸着量は、酸化チタン粒子の単位重量(mg)あたり100μg以上、さらには150μg以上であることが好ましい。光増感材の吸着量が少ないと、光電変換効率が不充分となる。 このような光増感材の吸着方法は、特に制限はなく、光増感材を溶媒に溶解した溶液を酸化チタン粒子に吸収させ、次いで乾燥する等の一般的な方法が採用できる。さらに必要に応じて前記吸収工程を繰り返してもよい。また、光増感材溶液を加熱環流しながら酸化チタン粒子と接触させて光増感材を吸着させることもできる。   The adsorption amount of the photosensitizer to titanium oxide particles (including titanium oxide fine particles (1) and porous titanium oxide fine particle aggregates (2)) is 100 μg or more per unit weight (mg) of titanium oxide particles, It is preferably 150 μg or more. When the adsorption amount of the photosensitizer is small, the photoelectric conversion efficiency is insufficient. The adsorption method of such a photosensitizer is not particularly limited, and a general method such as absorption of a solution obtained by dissolving the photosensitizer in a solvent into titanium oxide particles and then drying can be employed. Furthermore, you may repeat the said absorption process as needed. Alternatively, the photosensitizer can be adsorbed by bringing the photosensitizer solution into contact with the titanium oxide particles while heating and refluxing.

光増感材を溶解させる溶媒としては、光増感材を溶解するものであればよく、具体的には、水、アルコール類、トルエン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、エチルセルソルブ、Nーメチルピロリドン、テトラヒドロフラン等を用いることができる。   As the solvent for dissolving the photosensitizer, any solvent that dissolves the photosensitizer can be used. Specifically, water, alcohols, toluene, dimethylformamide, chloroform, ethyl cellosolve, N-methylpyrrolidone, Tetrahydrofuran or the like can be used.

(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子
酸化チタン粒子としては前記(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子、すな
わち(1)酸化チタン微粒子、または(1)酸化チタン微粒子と(2)多孔質酸化チタン微粒子集
合体とからなる酸化チタン粒子と同様の酸化チタン粒子を用いる。
(ii) Titanium oxide particles adsorbing infrared absorbing photosensitizer from near infrared rays As titanium oxide particles, (i) titanium oxide particles adsorbing visible light absorbing photosensitizer, that is, (1) titanium oxide fine particles, or Titanium oxide particles similar to titanium oxide particles comprising (1) titanium oxide fine particles and (2) an aggregate of porous titanium oxide fine particles are used.

本発明の近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子に用いる酸化チタン粒子としてはNb、Zr、Ge、Hf、W、Ce、Sn、Feから選ばれる1種以上の元素が
ドープされた酸化チタン粒子を用いることが好ましい。
The titanium oxide particles used for the titanium oxide particles adsorbing the infrared absorbing photosensitizer from the near infrared of the present invention are doped with one or more elements selected from Nb, Zr, Ge, Hf, W, Ce, Sn, and Fe. It is preferable to use the oxidized titanium oxide particles.

このような元素がドープされた酸化チタンは、後述する近赤外線〜赤外線吸収可能な光増感材を選択的に強く、多量に吸着することができ、近赤外線〜赤外線波長域の光を電気エネルギーに変換することができる。すなわち、従来の可視光のみに較べて幅広い波長域にわたって光電変換可能である。   Titanium oxide doped with such an element selectively and strongly adsorbs a photosensitizer capable of absorbing near infrared rays to infrared rays, which will be described later, and absorbs light in the near infrared to infrared wavelength region as electrical energy. Can be converted to That is, photoelectric conversion is possible over a wide wavelength range compared to conventional visible light alone.

前記ドーピングされた酸化チタン粒子中のドーピング成分の含有量は、酸化物に換算して0.5〜20重量%、さらには1〜8重量%の範囲にあることが好ましい。ドーピング成分の含有量が少ないと、後述する多孔質半導体膜形成用塗料中で、他の波長領域の光を吸収する光増感材吸着した酸化チタン粒子の光増感材を吸着し、近赤外線〜赤外線吸収可能な光増感材が脱離し、近赤外線〜赤外線波長域の光の電気エネルギーへの変換が不充分となる場合がある。なおドーピング成分の含有量が多すぎても、さらに近赤外線〜赤外線吸収可能な光増感材の吸着量が増すこともなく、このため、さらに近赤外線〜赤外線波長域の光の電気エネルギーへの変換が向上することもなく、光増感材により励起された電子の移動を妨げる場合がある。   The content of the doping component in the doped titanium oxide particles is preferably in the range of 0.5 to 20% by weight, more preferably 1 to 8% by weight in terms of oxide. When the content of the doping component is small, the photosensitizer of the titanium oxide particles adsorbed to the photosensitizer that absorbs light in other wavelength regions is adsorbed in the coating material for forming a porous semiconductor film, which will be described later. The photosensitizer capable of absorbing infrared rays may be detached, and conversion of light in the near infrared to infrared wavelength range into electrical energy may be insufficient. Even if the content of the doping component is too large, the adsorption amount of the photosensitizer capable of absorbing near-infrared light to infrared light does not increase further. Conversion may not be improved and movement of electrons excited by the photosensitizer may be hindered.

前記元素がドープされた酸化チタン粒子の製造方法は、前記酸化チタン粒子((1)酸化
チタン微粒子、(2)多孔質酸化チタン微粒子集合体)を調製時、ドープされる元素の化合
物を存在させればよく、例えば、四塩化チタン水溶液とドープされる元素を含む塩化物などの化合物溶液を混合し、アンモニア水などで中和して、上記元素を含む水酸化チタンゲルを調製し、水洗した後、ゲルをレスラリーし水熱処理することにより得ることができる。また、(2)多孔質酸化チタン微粒子集合体が含まれる場合、集合体形成前の粒状、繊維
状、管状の酸化チタン微粒子に、同様の方法で、ドーピング成分を含有させてもよい。
The method for producing titanium oxide particles doped with the element includes the compound of the element to be doped when the titanium oxide particles ((1) titanium oxide fine particles, (2) porous titanium oxide fine particle aggregates) are prepared. For example, after mixing a titanium tetrachloride aqueous solution and a compound solution such as a chloride containing an element to be doped and neutralizing with ammonia water or the like, a titanium hydroxide gel containing the above element is prepared and washed with water The gel can be obtained by reslurry and hydrothermal treatment. Further, when (2) an aggregate of porous titanium oxide fine particles is included, a doping component may be added to the granular, fibrous, and tubular titanium oxide fine particles before forming the aggregate by the same method.

近赤外線から赤外線吸収光増感材
近赤外線から赤外線吸収光増感材としては、近赤外線から赤外線領域(波長=600〜850)の光を吸収して励起するものであれば特に制限はなく、たとえば有機色素、金属錯体などを用いることができる。
From near infrared to infrared absorbing photosensitizer, the near infrared to infrared absorbing photosensitizer is not particularly limited as long as it absorbs and excites light in the infrared region (wavelength = 600 to 850) from near infrared, For example, an organic dye or a metal complex can be used.

有機色素としては、分子中にカルボキシル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシル基、スルホン基、カルボキシアルキル基等の官能基を有する従来公知の有機色素が使用できる。具体的には、三菱製紙製D149色素などが用いられる。   As the organic dye, a conventionally known organic dye having a functional group such as a carboxyl group, a hydroxyalkyl group, a hydroxyl group, a sulfone group, or a carboxyalkyl group in the molecule can be used. Specifically, D149 dye made by Mitsubishi Paper Industries or the like is used.

また、金属錯体としては、 (2,2':6',2' '-ターピリジン-4,4',4' '-トリカルボシキレート) ルテニウム―トリス(テトラブチルアンモニウム)トリス(イソシアネート)などの金属錯体を用いることができる。   Metal complexes include (2,2 ': 6', 2 '' -terpyridine-4,4 ', 4' '-tricarbosichelate) ruthenium-tris (tetrabutylammonium) tris (isocyanate), etc. Metal complexes can be used.

酸化チタン粒子(酸化チタン微粒子(1)および多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)を含む)の光増感材の吸着量は酸化チタン粒子の単位重量(mg)あたり100μg以上、さらには150μg以上であることが好ましい。酸化チタン粒子の光増感材の吸着量が少ないと、光電変換効率が不充分となる。   Adsorption amount of photosensitizer of titanium oxide particles (including titanium oxide fine particles (1) and porous titanium oxide fine particle aggregates (2)) is 100 μg or more per unit weight (mg) of titanium oxide particles, and more than 150 μg It is preferable that When the adsorption amount of the photosensitizer on the titanium oxide particles is small, the photoelectric conversion efficiency becomes insufficient.

近赤外線〜赤外線吸収増感材の吸着方法は、前記可視光吸収光増感材の吸着方法と同様である。
(iii)近紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子
酸化チタン粒子としては前記(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子に用い
る酸化チタン粒子と同様の酸化チタン粒子を用いる。
The adsorption method of the near-infrared to infrared absorption sensitizer is the same as the adsorption method of the visible light absorption sensitizer.
(iii) Titanium oxide particles adsorbing a near-ultraviolet absorbing photosensitizer The titanium oxide particles are the same as the titanium oxide particles used for the titanium oxide particles adsorbing the visible light absorbing photosensitizer (i). Use.

近紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子としては、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化イットリウムから選ばれる1種以上の酸化物で被覆された酸化チタン粒子であることが好ましい。なお、集合体
の場合は、全体が被覆されていてもよく、また集合体を構成する粒状酸化チタン微粒子などが被覆されていてもよい。
The titanium oxide particles adsorbing the near-ultraviolet absorbing photosensitizer are titanium oxide particles coated with one or more oxides selected from aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, and yttrium oxide. Preferably there is. In the case of an aggregate, the whole may be coated, or granular titanium oxide fine particles constituting the aggregate may be coated.

このような酸化物が被覆された酸化チタンは、後述する近紫外線吸収可能な光増感材を選択的に強く、多量に吸着することができ、近紫外線波長域の光を電気エネルギーに変換
することができる。すなわち、従来の可視光のみに較べて幅広い波長域にわたって光電変換可能である。
Titanium oxide coated with such an oxide selectively and strongly absorbs a photosensitizer capable of absorbing near ultraviolet rays, which will be described later, and converts light in the near ultraviolet wavelength region into electrical energy. be able to. That is, photoelectric conversion is possible over a wide wavelength range compared to conventional visible light alone.

酸化物で被覆された酸化チタン粒子中の被覆酸化物の含有量は0.5〜20重量%、さらには1〜5重量%の範囲にあることが好ましい。被覆酸化物が少ないと多孔質半導体膜形成用塗料中で、他の波長領域の光を吸収する光増感材吸着した酸化チタン粒子の光増感材を吸着し、近紫外線吸収可能な光増感材が脱離したり、近紫外線波長域の光の電気エネルギーへの変換が不充分となる場合がある。被覆酸化物が多すぎると、光増感材の吸着量が増すこともなく、さらに近紫外線波長域の光の電気エネルギーへの変換が向上することもない。   The content of the coating oxide in the titanium oxide particles coated with the oxide is preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 1 to 5% by weight. If the coating oxide is small, the photosensitizer that absorbs light in other wavelength regions is absorbed in the coating for forming a porous semiconductor film. In some cases, the photosensitive material may be detached, or conversion of light in the near ultraviolet wavelength region into electrical energy may be insufficient. When there are too many coating oxides, the amount of adsorption of the photosensitizer does not increase, and the conversion of light in the near ultraviolet wavelength region into electrical energy does not improve.

前記酸化物で被覆された酸化チタン粒子の製造方法は、例えば、アルコール溶媒によく分散させた前記酸化チタン粒子と上記酸化物に対応する金属アルコキシド化合物をアルコール溶媒に溶解させた後、混合し、酸化チタン粒子表面に上記酸化物の水酸化物を沈積させ、その後、必要に応じて熟成あるいは水熱処理等を行い製造することができる。   The method for producing the oxide-coated titanium oxide particles is, for example, dissolving the titanium oxide particles well dispersed in an alcohol solvent and the metal alkoxide compound corresponding to the oxide in an alcohol solvent, and then mixing them. It can be produced by depositing a hydroxide of the oxide on the surface of the titanium oxide particles, and then aging or hydrothermal treatment as necessary.

近紫外線吸収光増感材
近紫外線吸収光増感材としては、近紫外線領域(波長=410〜480nm)の光を吸収して励起するものであれば特に制限はなく、たとえば有機色素、金属錯体などを用いることができる。
The near-ultraviolet absorbing photosensitizer is not particularly limited as long as it absorbs and excites light in the near-ultraviolet region (wavelength = 410 to 480 nm). For example, an organic dye or a metal complex Etc. can be used.

有機色素としては、分子中にカルボキシル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシル基、スルホン基、カルボキシアルキル基等の官能基を有する従来公知の有機色素が使用できる。具体的には三菱製紙製D131色素などが用いられる。   As the organic dye, a conventionally known organic dye having a functional group such as a carboxyl group, a hydroxyalkyl group, a hydroxyl group, a sulfone group, or a carboxyalkyl group in the molecule can be used. Specifically, D131 pigment manufactured by Mitsubishi Paper Industries is used.

また、金属錯体としては、特開平1-220380号公報、特表平5-504023号公報などに記載された銅フタロシアニン、チタニルフタロシアニンなどの金属フタロシアニン、クロロフィル、ヘミン、ルテニウム-トリス(2,2'-ビスピリジル-4,4'-ジカルボキシラート)、シス-(SCN-)-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、ルテニウム-シ
ス-ジアクア-ビス(2,2'-ビピリジル-4,4'-ジカルボキシラート)などのルテニウム-シス-
ジアクア-ビピリジル錯体、亜鉛-テトラ(4-カルボキシフェニル)ポルフィンなどのポルフィリン、鉄-ヘキサシアニド錯体等のルテニウム、オスミウム、鉄、亜鉛などの錯体を挙
げることができる。これらの金属錯体は分光増感の効果や耐久性に優れている。
Examples of the metal complex include metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine and titanyl phthalocyanine described in JP-A-1-220380 and JP-A-5-504023, chlorophyll, hemin, ruthenium-tris (2,2 ′ -Bispyridyl-4,4′-dicarboxylate), cis- (SCN ) -bis (2,2′-bipyridyl-4,4′-dicarboxylate) ruthenium, ruthenium-cis-diaqua-bis (2, Ruthenium-cis-, such as 2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylate)
Examples include complexes of ruthenium, osmium, iron, zinc and the like, such as diaqua-bipyridyl complexes, porphyrins such as zinc-tetra (4-carboxyphenyl) porphine, and iron-hexocyanide complexes. These metal complexes are excellent in the effect of spectral sensitization and durability.

上記の光増感材としての有機色素または金属錯体は単独で用いてもよく、有機色素または金属錯体の2種以上を混合して用いてもよく、さらに有機色素と金属錯体とを併用してもよい。   The organic dye or metal complex as the above-mentioned photosensitizer may be used alone, or may be used by mixing two or more kinds of organic dyes or metal complexes. Further, the organic dye and the metal complex are used in combination. Also good.

酸化チタン粒子(酸化チタン微粒子(1)および多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)を含む)の光増感材の吸着量は酸化チタン粒子の単位重量(mg)あたり100μg以上、さらには150μg以上であることが好ましい。   Adsorption amount of photosensitizer of titanium oxide particles (including titanium oxide fine particles (1) and porous titanium oxide fine particle aggregates (2)) is 100 μg or more per unit weight (mg) of titanium oxide particles, and more than 150 μg It is preferable that

酸化チタン粒子の光増感材の吸着量が少ないと、光電変換効率が不充分となる。近紫外線吸収増感材の吸着方法は、前記可視光吸収光増感材の吸着と同様である。
多孔質金属酸化物半導体膜は、(i)〜(iii)の各光増感材を吸着した全酸化チタン粒子中の(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子の割合は、30〜90重量%、さら
には40〜80重量%の範囲にあることが好ましい。
When the adsorption amount of the photosensitizer on the titanium oxide particles is small, the photoelectric conversion efficiency becomes insufficient. The adsorption method of the near-ultraviolet absorbing sensitizer is the same as that of the visible light absorbing photosensitizer.
In the porous metal oxide semiconductor film, the ratio of (i) the titanium oxide particles adsorbing the visible light absorbing photosensitizer in the total titanium oxide particles adsorbing each of the photosensitizers (i) to (iii) is 30 to 90% by weight, more preferably 40 to 80% by weight.

(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子の割合が少ないと、可視光領域の光
を十分に光電変換できない場合がある。(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒
子の割合が多すぎても可視光領域以外の光の吸収が不十分となり、近赤外線、赤外線、近紫外線等の利用が不充分となり、本願の効果が充分得られない場合がある。
(i) When the proportion of the titanium oxide particles adsorbing the visible light absorbing photosensitizer is small, there is a case where the light in the visible light region cannot be sufficiently photoelectrically converted. (i) Even if the proportion of the titanium oxide particles adsorbing the visible light absorption photosensitizer is too large, the absorption of light outside the visible light region becomes insufficient, and the use of near infrared rays, infrared rays, near ultraviolet rays, etc. becomes insufficient. The effect of the present application may not be sufficiently obtained.

また、光増感材を吸着した全酸化チタン粒子中の(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子または(iii)近紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子
の割合((ii)および(iii)を両方含む場合は合計量)は10〜70重量%、さらには20
〜60重量%の範囲にあることが好ましい。
Also, (ii) titanium oxide particles adsorbing infrared absorbing photosensitizer from near infrared in all titanium oxide particles adsorbing photosensitizer, or (iii) titanium oxide particles adsorbing near ultraviolet absorbing photosensitizer (The total amount if both (ii) and (iii) are included) is 10 to 70% by weight, and further 20
It is preferably in the range of ˜60% by weight.

(ii)および(iii)を両方含む場合は、(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した
酸化チタン粒子の重量(WT2)と(iii)近紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子
の重量(WT3)との重量比(WT2)/(WT3)は0.1〜10、さらには0.2〜5の範囲にあることが好ましい。
When both (ii) and (iii) are included, (ii) the weight of the titanium oxide particles adsorbing the infrared absorbing photosensitizer from near infrared (W T2 ) and (iii) adsorbing the near ultraviolet absorbing photosensitizer the weight ratio of the weight (W T3) of the titanium oxide particles (W T2) / (W T3 ) from 0.1 to 10, more preferably in the range of 0.2 to 5.

多孔質金属酸化物半導体膜中の各光増感材を吸着した酸化チタン粒子の割合が前記範囲にあると、可視光光電変換効率を低下させることなく赤外線、紫外線等の波長領域が410〜850nmの光エネルギーを有効に電気エネルギーに変換することができ、光電変換効率の高い光電気セルを得ることができる。   When the ratio of the titanium oxide particles adsorbing each photosensitizer in the porous metal oxide semiconductor film is within the above range, the wavelength region of infrared rays, ultraviolet rays, etc. is 410 to 850 nm without reducing the visible light photoelectric conversion efficiency. Can be effectively converted into electric energy, and a photoelectric cell with high photoelectric conversion efficiency can be obtained.

多孔質金属酸化物半導体膜は、(i)〜(iii)の各光増感材を吸着した酸化チタン粒子を、トータルで、77重量%以上、好ましくは87〜98重量%の範囲で含むことが望ましい。   The porous metal oxide semiconductor film contains titanium oxide particles adsorbing the photosensitizers (i) to (iii) in a total amount of 77% by weight or more, preferably 87 to 98% by weight. Is desirable.

また、必要に応じて、各光増感材を吸着した酸化チタン粒子以外の酸化チタン成分を含んでいても良い。
また、多孔質半導体膜への光増感材の吸着量(合計量)は、比表面積(cm2)あたり、150μg以上、好ましくは200μg以上である。
酸化チタン成分
本発明の多孔質金属酸化物半導体膜には、必要に応じてペルオキシチタン酸に由来する酸化チタンが含まれていてもよい。
Moreover, if necessary, a titanium oxide component other than the titanium oxide particles adsorbing each photosensitizer may be included.
Further, the adsorption amount (total amount) of the photosensitizer on the porous semiconductor film is 150 μg or more, preferably 200 μg or more per specific surface area (cm 2 ).
Titanium oxide component The porous metal oxide semiconductor film of the present invention may contain titanium oxide derived from peroxytitanic acid, if necessary.

ペルオキシチタン酸に由来する酸化チタンが含まれていると緻密で強度に優れるとともに電子移動性に優れた多孔質金属酸化物半導体膜が得られ、さらに光増感材の吸着量が増加し、この結果、光電変換効率が向上する場合がある。   When titanium oxide derived from peroxytitanic acid is contained, a porous metal oxide semiconductor film that is dense and excellent in strength and excellent in electron mobility can be obtained, and the adsorption amount of the photosensitizer is further increased. As a result, the photoelectric conversion efficiency may be improved.

多孔質金属酸化物半導体膜中のペルオキシチタン酸に由来する酸化チタンの含有量は、(i)〜(iii)の各光増感材を吸着した酸化チタン粒子の合計固形分の30重量%以下、さらには15重量%以下の範囲にあることが好ましい。   The content of titanium oxide derived from peroxytitanic acid in the porous metal oxide semiconductor film is 30% by weight or less of the total solid content of the titanium oxide particles adsorbing the photosensitizers (i) to (iii). Further, it is preferably in the range of 15% by weight or less.

ペルオキシチタン酸に由来する酸化チタン成分を含むことで、半導体膜と必要に応じて形成される酸化チタン薄膜(1)との密着性、さらには半導体膜自体の強度を向上させるこ
とが可能であり、光増感材の吸着量の増加効果、光電変換効率を向上させる効果等が充分に発揮可能となる。
By including a titanium oxide component derived from peroxytitanic acid, it is possible to improve the adhesion between the semiconductor film and the titanium oxide thin film (1) formed as necessary, and further the strength of the semiconductor film itself. The effect of increasing the adsorption amount of the photosensitizer and the effect of improving the photoelectric conversion efficiency can be sufficiently exhibited.

多孔質金属酸化物半導体膜の膜厚は0.1〜50μm、さらには0.5〜25μmの範囲にあることが好ましい。
多孔質金属酸化物半導体膜の膜厚が薄いと、半導体膜の膜厚が薄すぎるために充分な光電変換効率が得られない。多孔質金属酸化物半導体膜の膜厚が厚すぎても、電子移動が抑制され、光電変換効率が低下する傾向にある。
The film thickness of the porous metal oxide semiconductor film is preferably in the range of 0.1 to 50 μm, more preferably 0.5 to 25 μm.
If the porous metal oxide semiconductor film is thin, the semiconductor film is too thin to obtain sufficient photoelectric conversion efficiency. Even if the porous metal oxide semiconductor film is too thick, electron transfer is suppressed and the photoelectric conversion efficiency tends to decrease.

また、多孔質金属酸化物半導体膜の細孔容積は0.10〜0.80ml/g、さらには
0.20〜0.65ml/gの範囲にあることが好ましい。細孔容積が小さすぎると、電解質の拡散性が低下してバックカレントを引き起こすことがあり、変換効率が不充分となることがある。また大きすぎても、多孔質金属酸化物半導体膜の強度が不充分となることがある。
The pore volume of the porous metal oxide semiconductor film is preferably in the range of 0.10 to 0.80 ml / g, more preferably 0.20 to 0.65 ml / g. If the pore volume is too small, the diffusibility of the electrolyte may be reduced, causing back current, and conversion efficiency may be insufficient. If it is too large, the strength of the porous metal oxide semiconductor film may be insufficient.

このような多孔質金属酸化物半導体膜は、後述する多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料を電極層表面に塗布・乾燥することで作製可能である。
電解質層
電解質としては、電気化学的に活性な塩とともに酸化還元系を形成する少なくとも1種の化合物との混合物が使用される。
Such a porous metal oxide semiconductor film can be produced by applying and drying a porous metal oxide semiconductor film-forming paint described later on the electrode layer surface.
The electrolyte layer electrolyte, a mixture of at least one compound forming a redox system is used in conjunction with electrochemically active salt.

電気化学的に活性な塩としては、テトラプロピルアンモニウムアイオダイドなどの4級アンモニウム塩が挙げられる。酸化還元系を形成する化合物としては、キノン、ヒドロキノン、沃素(I-/I- 3)、沃化カリウム、臭素(Br-/Br- 3)、臭化カリウム等が挙げられる。場合によってはこれらを混合して使用することもできる。 Examples of the electrochemically active salt include quaternary ammonium salts such as tetrapropylammonium iodide. Examples of the compound forming the redox system, quinone, hydroquinone, iodine (I - / I - 3) , potassium iodide, bromine (Br - / Br - 3) , potassium bromide, and the like. In some cases, these may be used in combination.

このような電解質の使用量は、電解質の種類、後述する溶媒の種類によっても異なるが、概ね0.1〜5モル/リットルの範囲にあることが好ましい。
電解質層には、従来公知の溶媒を用いることができる。具体的には水、アルコール類、オリゴエーテル類、プロピオンカーボネート等のカーボネート類、燐酸エステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、スルホラン66の硫黄化合物、炭酸エチレン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
[光電気セル用多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料]
本発明に係る光電気セル用多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料は、(i)可視光吸収光
増感材を吸着した酸化チタン粒子と、(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子および/または(iii)近紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、
分散媒と、増粘剤とを含んでなることを特徴としている。
酸化チタン粒子
(i)〜(iii)の各光増感材を吸着した酸化チタン粒子としては前記した光増感材を吸着した酸化チタン粒子が用いられ、その割合も前記した割合となるように用いられる。
分散媒
塗料の分散媒としては水、アルコール類、ケトン類、グリコール類、エーテル類、テレピン類、から選ばれる1種以上が用いられる。
The amount of the electrolyte used is preferably approximately in the range of 0.1 to 5 mol / liter, although it varies depending on the type of electrolyte and the type of solvent described later.
A conventionally well-known solvent can be used for an electrolyte layer. Specifically, water, alcohols, oligoethers, carbonates such as propionate carbonate, phosphate esters, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, sulfolane 66 sulfur compound, ethylene carbonate, acetonitrile , Γ-butyrolactone and the like.
[Porous metal oxide semiconductor film-forming paint for photovoltaic cells]
The coating for forming a porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cells according to the present invention comprises (i) titanium oxide particles adsorbing a visible light absorbing photosensitizer, and (ii) an infrared absorbing photosensitizer from near infrared. And / or (iii) titanium oxide particles adsorbing a near-ultraviolet absorbing photosensitizer,
It is characterized by comprising a dispersion medium and a thickener.
Titanium oxide particles
As the titanium oxide particles adsorbing the photosensitizers (i) to (iii), the titanium oxide particles adsorbing the above-described photosensitizer are used, and the ratio thereof is also used as described above.
As the dispersion medium of the dispersion medium coating, at least one selected from water, alcohols, ketones, glycols, ethers, and terpines is used.

具体的には、アルコール類としてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等、ケトン類としてはアセトンなどグリコール類としてエチレングリコール、プロピレングリコール等、エーテル類としてはブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等、テレピン類としては、テルピネオール、ジヒドロターピネオール、ターピノーレン等が挙げられる。   Specifically, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, etc. as alcohols, glycols, such as acetone, ethylene glycol, propylene glycol, etc. as ketones, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, etc. as ethers, terpine Examples include terpineol, dihydroterpineol, terpineolene and the like.

溶媒は塗料の塗布方法に応じて適宜選択される。スクリーン印刷法ではテルピネオール、ブチルカルビトール等の溶媒に分散させた塗料が好適に用いられる。また、速乾性が要求される印刷方法では、水とメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等の比較的低沸点のアルコール類を含む水性分散媒は前記酸化チタン粒子、後述する必要に応じて用いる増粘剤とを均一に分散あるいは溶解できるとともに、基材に酸化チタン粒子層を形成した後、乾燥する際に分散媒が蒸発しやすいので好適に用いることができる。
増粘剤
本発明の塗料には増粘剤が含まれていてもよく、増粘剤としては、ポリエチレングリコ
ール、ポリアセチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、エチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ケトン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。このような増粘剤が多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料中に含まれていると、塗料の粘度が高くなり、これにより均一に塗布することができ、前記した細孔容積および細孔径を有する多孔質金属酸化物半導体膜を得ることができる。
The solvent is appropriately selected according to the coating method. In the screen printing method, a paint dispersed in a solvent such as terpineol or butyl carbitol is preferably used. Further, in a printing method that requires quick drying, an aqueous dispersion medium containing water and relatively low boiling point alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and butanol is used as the titanium oxide particles, which are used as necessary. It can be preferably used because it can uniformly disperse or dissolve the adhesive, and after the titanium oxide particle layer is formed on the base material, the dispersion medium easily evaporates during drying.
Thickener The paint of the present invention may contain a thickener. Examples of the thickener include polyethylene glycol, polyacetylene, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, hydroxypropylcellulose, polyacrylic acid, ethylcellulose, methylcellulose, carboxy. Examples include methyl methyl cellulose, polyvinyl alcohol, acrylic resin, ketone resin, and melamine resin. When such a thickener is contained in the coating material for forming a porous metal oxide semiconductor film, the viscosity of the coating material is increased, thereby enabling uniform application, and the pore volume and pore diameter described above. A porous metal oxide semiconductor film having the following can be obtained.

多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料中の増粘剤の濃度は増粘剤の種類によっても異なるが30重量%以下、さらには5重量%以下の範囲にあることが好ましい。増粘剤の濃度が低すぎると増粘剤を用いた効果が不充分であり、塗膜が30重量%を越えると塗布性が低下するとともに、得られる半導体膜の強度が不充分となり、さらに増粘剤の完全な除去が困難となり、充分な光電変換効率の向上効果が得られないことがある。   The concentration of the thickener in the coating material for forming a porous metal oxide semiconductor film varies depending on the type of the thickener, but is preferably 30% by weight or less, more preferably 5% by weight or less. If the concentration of the thickening agent is too low, the effect of using the thickening agent is insufficient, and if the coating film exceeds 30% by weight, the coatability decreases and the strength of the resulting semiconductor film becomes insufficient. It may be difficult to completely remove the thickener, and a sufficient photoelectric conversion efficiency improvement effect may not be obtained.

多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料中の酸化チタン粒子の濃度は(ペルオキシチタン酸が含まれる場合は合計濃度)、酸化チタンとして1〜30重量%、さらには2〜20重量%の範囲にあることが好ましい。前記濃度が少ないと、1回の操作で所望の厚さの多孔質金属酸化物半導体膜を形成できない場合があり、繰り返し操作が必要となる。前記濃度が高すぎると、分散液の粘度が高くなり、得られる多孔質金属酸化物半導体膜の緻密度が低下し、半導体膜の強度、耐摩耗性が不充分となることに加え、電子の移動性が低下し、光電変換効率が不充分となることがある。   The concentration of the titanium oxide particles in the coating for forming a porous metal oxide semiconductor film (total concentration when peroxytitanic acid is included) is in the range of 1 to 30% by weight, further 2 to 20% by weight as titanium oxide. Preferably there is. If the concentration is low, a porous metal oxide semiconductor film having a desired thickness may not be formed by a single operation, and a repeated operation is required. If the concentration is too high, the viscosity of the dispersion increases, the density of the resulting porous metal oxide semiconductor film decreases, and the strength and wear resistance of the semiconductor film become insufficient. Mobility may decrease and photoelectric conversion efficiency may be insufficient.

前記多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料にはペルオキシチタン酸が含まれていてもよい。ペルオキシチタン酸が含まれていると緻密で強度に優れるとともに電子移動性に優れた多孔質金属酸化物半導体膜が得られ、さらに光増感材の吸着量が増加し、この結果、光電変換効率が向上する。塗料中のペルオキシチタン酸の使用量は、酸化チタンとして酸化チタン粒子の30重量%以下、さらには15重量%以下の範囲にあることが好ましい。   The porous metal oxide semiconductor film-forming coating material may contain peroxytitanic acid. When peroxytitanic acid is contained, a porous metal oxide semiconductor film that is dense and excellent in strength and excellent in electron mobility is obtained, and the adsorption amount of the photosensitizer is increased, resulting in photoelectric conversion efficiency. Will improve. The amount of peroxytitanic acid used in the paint is preferably 30% by weight or less, more preferably 15% by weight or less of titanium oxide particles as titanium oxide.

ペルオキシチタン酸の使用量が少ないと、設ける酸化チタン薄膜や電極との密着性、半導体膜の強度を向上させる効果、光増感材の吸着量の増加効果、光電変換効率を向上させる効果等が不充分となることがある。ペルオキシチタン酸の使用量が多すぎると、前記効果が更に向上することもなく、光電変換効率が低下することがある。   If the amount of peroxytitanic acid used is small, the adhesion with the titanium oxide thin film or electrode to be provided, the effect of improving the strength of the semiconductor film, the effect of increasing the adsorption amount of the photosensitizer, the effect of improving the photoelectric conversion efficiency, etc. It may be insufficient. If the amount of peroxytitanic acid used is too large, the above effect will not be further improved and the photoelectric conversion efficiency may decrease.

このような、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料を電極層上または必要に応じて設ける酸化チタン薄膜上に塗布し、乾燥した後紫外線照射により硬化、あるいは加熱処理して硬化するとともにアニーリングして形成することができる。   Such a coating material for forming a porous metal oxide semiconductor film is applied on the electrode layer or a titanium oxide thin film provided as necessary, dried and then cured by ultraviolet irradiation or cured by heat treatment and annealed. Can be formed.

塗布方法はディップ法、スピナー法、ロールコーター方、フレキソ印刷、スクリーンプリント法等が好適である。
乾燥は分散媒を除去できる温度であればよく、従来公知の方法を採用することができ、風乾することも可能であり、加熱処理温度より低い温度乾燥するが、50〜150℃で0.2〜5時間程度乾燥する。
As a coating method, a dip method, a spinner method, a roll coater method, flexographic printing, a screen printing method, and the like are suitable.
The drying may be performed at any temperature as long as the dispersion medium can be removed, and a conventionally known method can be adopted. Air drying can also be performed, and drying is performed at a temperature lower than the heat treatment temperature. Dry for about 5 hours.

紫外線の照射はペルオキソチタン酸の含有量などによって異なるが、ペルオキソチタン酸が分解して硬化するに必要な量照射すればよい。
本発明では加熱処理は、80〜200℃、さらには110〜160℃で概ね1〜24時間処理することが好ましい。
Irradiation with ultraviolet rays varies depending on the content of peroxotitanic acid and the like, but it is sufficient to irradiate the amount necessary to decompose and cure peroxotitanic acid.
In the present invention, the heat treatment is preferably performed at 80 to 200 ° C., more preferably 110 to 160 ° C. for about 1 to 24 hours.

加熱処理温度が高いと、光増感材が脱離したり、分解し、充分な光電変換効率が得られない場合がある。加熱処理温度が低すぎると、前段の乾燥温度によっても異なるが、多孔質金属酸化物半導体膜の硬化が不充分となることがあり、このため、膜の強度が不充分と
なる場合がある。
When the heat treatment temperature is high, the photosensitizer may be detached or decomposed, and sufficient photoelectric conversion efficiency may not be obtained. If the heat treatment temperature is too low, the porous metal oxide semiconductor film may be insufficiently cured, depending on the previous drying temperature, and the film strength may be insufficient.

このようにして得られた多孔質金属酸化物半導体膜の膜厚は0.1〜50μmの範囲にあることが好ましい。
[実施例]
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに実施例により限定されるものではない。
[実施例1]
可視光吸収光増感材吸着酸化チタン微粒子(1)の調製
・酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液の調製
酸化チタンゾル(触媒化成工業(株)製:HPW−18NR、平均粒子径20nm、TiO2濃度20重量%)を限外濾過膜法にてエタノールに溶媒置換して、TiO2濃度20重量%の酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を調製した。
・多孔質酸化チタン微粒子集合体(1)の調製
酸化チタンゾル(触媒化成工業(株)製:HPW-18NR、平均粒子径20nm、TiO2濃度20重量%)500gにTiO2としての濃度4.0重量%のペルオキソチタン酸
水溶液250gを混合し、これに水を加えて希釈し、TiO2濃度8重量%の酸化チタン微粒子分散液を調製した。ついで、分散液を対向式2流体ノズルに供給し、処理液量60L/Hr、空/液比=2000、空気流速マッハ1.1、乾燥雰囲気温度120℃、湿度7.2体積%の条件下で噴霧乾燥した。
The film thickness of the porous metal oxide semiconductor film thus obtained is preferably in the range of 0.1 to 50 μm.
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to an Example by these.
[Example 1]
Preparation of Visible Light Absorbing Photosensitizer Adsorbed Titanium Oxide Fine Particles (1), Titanium Oxide Fine Particles (1) Preparation of Ethanol Dispersion Titanium Oxide Sol (manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd .: HPW-18NR, average particle diameter 20 nm, TiO 2 The solvent was replaced with ethanol by an ultrafiltration membrane method to prepare titanium oxide fine particles (1) ethanol dispersion liquid with a TiO 2 concentration of 20% by weight.
Preparation of porous titanium oxide fine particle aggregate (1) Titanium oxide sol (manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd .: HPW-18NR, average particle diameter 20 nm, TiO 2 concentration 20% by weight) in 500 g of concentration 4.0 as TiO 2 A 250% by weight aqueous solution of peroxotitanic acid was mixed and diluted by adding water to prepare a titanium oxide fine particle dispersion having a TiO 2 concentration of 8% by weight. Next, the dispersion liquid is supplied to the opposed two-fluid nozzle, and the processing liquid amount is 60 L / Hr, the air / liquid ratio is 2000, the air flow rate is Mach 1.1, the drying atmosphere temperature is 120 ° C., and the humidity is 7.2 vol% Spray dried.

得られた粒子を550℃、3時間焼成して、多孔質酸化チタン微粒子集合体(1)を調製
した。
多孔質酸化チタン微粒子集合体(1)の平均粒子径および細孔容積を測定し、結果を表に
示した。
・可視光吸収光増感材溶液の調製
別途、光増感材としてDYESOL社製B2色素の濃度0.1%のエタノール溶液を調製した。
・可視光吸収光増感材の吸着
多孔質酸化チタン微粒子集合体(1)および酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を固形分比で8:2となるように混合したものを、よく攪拌、分散し、エタノールにてTiO2濃度20重量%となるように調製した溶液200gに光増感材のエタノール溶液200gを加え、24時間撹拌した
ついで限外濾過膜法によりエタノールで洗浄し、TiO2濃度25重量%の可視光吸収光増感材吸着酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を調製した。光増感材の吸着量は表に
示した。
近赤外線吸収光増感材吸着酸化チタン微粒子(1)の調製
・SnO2ドープ酸化チタン粒子(1-1)エタノール分散液の調製
塩化チタン水溶液に塩化すず(IV)五水和物を重量比でTiO2/SnO2=92/8となるように混合し、純水で希釈して固形分として濃度5重量%の水溶液を調製した。この水溶液を、温度を5℃に調節した濃度15重量%のアンモニア水に添加して中和・加水分解した。水溶液添加後のpHは10.5であった。ついで、生成したゲルを濾過洗浄し、固形
分として濃度9重量%の複合酸化物のゲルを得た。
The obtained particles were calcined at 550 ° C. for 3 hours to prepare porous titanium oxide fine particle aggregates (1).
The average particle diameter and pore volume of the porous titanium oxide fine particle aggregate (1) were measured, and the results are shown in the table.
-Preparation of Visible Light Absorbing Photosensitizer Solution Separately, an ethanol solution having a B2 dye concentration of 0.1% manufactured by DYESOL was prepared as a photosensitizer.
・ Adsorption of visible light absorption photosensitizer Porous titanium oxide fine particle aggregate (1) and titanium oxide fine particle (1) A mixture of ethanol dispersion in a solid content ratio of 8: 2 is mixed well. dispersed, an ethanol solution 200g of photosensitizer added to a solution 200g prepared as a TiO 2 concentration of 20 wt% in ethanol, washed with ethanol by ultrafiltration method incidentally stirring for 24 h, TiO 2 A visible light absorption photosensitizer adsorbed titanium oxide fine particle (1) ethanol dispersion having a concentration of 25% by weight was prepared. The adsorption amount of the photosensitizer is shown in the table.
Preparation of near-infrared absorbing photosensitizer adsorbed titanium oxide fine particles (1) and SnO 2 doped titanium oxide particles (1-1) Preparation of ethanol dispersion Tin chloride (IV) pentahydrate in weight ratio of titanium chloride aqueous solution The mixture was mixed so that TiO 2 / SnO 2 = 92/8, and diluted with pure water to prepare an aqueous solution having a concentration of 5% by weight as a solid content. This aqueous solution was neutralized and hydrolyzed by adding it to 15% by weight ammonia water whose temperature was adjusted to 5 ° C. The pH after addition of the aqueous solution was 10.5. Subsequently, the produced gel was filtered and washed to obtain a complex oxide gel having a solid content of 9% by weight.

この複合酸化物ゲルを固形分濃度で3重量%となるように純水にて希釈し、15重量%
のアンモニア水溶液にてpHが10.5となるように調製し、ついで、175℃にて18時間水熱処理して、SnO2をドープした酸化チタン微粒子(1)分散液を調製し、限外濾過膜法にてエタノールに溶媒置換して、固形分濃度20重量%のSnO2ドープ酸化チタン
微粒子(1)エタノール分散液を調製した。
・多孔質酸化チタン微粒子集合体(1)の調製
上記得られたSnO2ドープ酸化チタン微粒子(1)を固形分濃度25重量%となるように限外ろ過を行い、別途、調製したエタノール分散液500gにTiO2としての濃度4.0重量%のペルオキソチタン酸水溶液250gを混合し、これに水を加えて希釈し、TiO2濃度8重量%の酸化チタン微粒子分散液を調製した。得られた分散液を対向式2流体ノズルに供給し、処理液量60L/Hr、空/液比=2000、空気流速マッハ1.1、乾燥雰囲気温度120℃、湿度7.2体積%の条件下で噴霧乾燥した。
The composite oxide gel was diluted with pure water to a solid content concentration of 3% by weight, and 15% by weight.
Prepare a dispersion of titanium oxide fine particles (1) doped with SnO 2 by hydrothermal treatment at 175 ° C. for 18 hours with an aqueous ammonia solution of pH 10.5, and perform ultrafiltration. The solvent was replaced with ethanol by a membrane method to prepare SnO 2 doped titanium oxide fine particles (1) ethanol dispersion liquid with a solid content concentration of 20% by weight.
・ Preparation of Porous Titanium Oxide Fine Particle Aggregate (1) The obtained SnO 2 -doped titanium oxide fine particles (1) were ultrafiltered to a solid content concentration of 25% by weight, and separately prepared ethanol dispersion To 500 g, 250 g of a peroxotitanic acid aqueous solution having a concentration of 4.0% by weight as TiO 2 was mixed, and diluted by adding water to prepare a titanium oxide fine particle dispersion having a TiO 2 concentration of 8% by weight. The obtained dispersion liquid is supplied to the opposed two-fluid nozzle, and the processing liquid amount is 60 L / Hr, the air / liquid ratio is 2000, the air flow rate is Mach 1.1, the drying atmosphere temperature is 120 ° C., and the humidity is 7.2 vol%. Spray dried below.

得られた粒子を450℃、3時間焼成して、多孔質SnO2ドープ酸化チタン微粒子集
合体(1)を調製した。多孔質SnO2ドープ酸化チタン微粒子集合体(1)の平均粒子径およ
び細孔容積を測定し、結果を表1に示した。
・近赤外線吸収光増感材溶液の調製
別途、光増感材としてDYESOL社製DBL BlackDyeの濃度0.1重量%のエタノール溶液を調製した。
・近赤外線吸収光増感材の吸着
多孔質SnO2ドープ酸化チタン微粒子集合体(1)およびSnO2ドープ酸化チタン微粒
子(1)エタノール分散液を固形分比で8:2となるように混合したものを、よく攪拌、分
散し、エタノールにてTiO2濃度20重量%となるように調製した溶液200gに光増感材のエタノール溶液200gを加え、24時間撹拌した後、限外濾過膜法によりエタノールで洗浄し、TiO2濃度25重量%の近赤外線吸収光増感材吸着SnO2ドープ酸化チタ
ン微粒子(1)エタノール分散液を調製した。光増感材の吸着量を表1に示す。
多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(1)の調製
TiO2濃度20重量%の可視光吸収光増感材吸着酸化チタン微粒子(1)エタノール分散
液75gと、固形分濃度20重量%の近赤外線吸収光増感材吸着SnO2ドープ酸化チタ
ン微粒子(1)エタノール分散液25gとを混合し、これに、増粘剤としてポリエチレンオ
キサイド1.0gを濃度が10重量%となるようにエタノールで溶解した溶液を混合し、
固形分濃度が15重量%となるようにメタノールで希釈し、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(1)を調製した。
The obtained particles were fired at 450 ° C. for 3 hours to prepare porous SnO 2 -doped titanium oxide fine particle aggregates (1). The average particle diameter and pore volume of the porous SnO 2 -doped titanium oxide fine particle aggregate (1) were measured, and the results are shown in Table 1.
-Preparation of near-infrared absorbing photosensitizer solution Separately, an ethanol solution having a concentration of 0.1% by weight of DBL BlackDye manufactured by DYESOL was prepared as a photosensitizer.
Adsorption of near-infrared absorption photosensitizer Porous SnO 2 doped titanium oxide fine particle aggregate (1) and SnO 2 doped titanium oxide fine particle (1) ethanol dispersion were mixed so that the solid content ratio was 8: 2. The mixture was thoroughly stirred and dispersed, and 200 g of a photosensitizer ethanol solution was added to 200 g of a solution prepared with ethanol to give a TiO 2 concentration of 20% by weight. After stirring for 24 hours, ultrafiltration membrane method was used. After washing with ethanol, a near-infrared absorbing photosensitizer-adsorbed SnO 2 -doped titanium oxide fine particle (1) ethanol dispersion having a TiO 2 concentration of 25 wt% was prepared. The amount of adsorption of the photosensitizer is shown in Table 1.
Preparation of paint for forming porous metal oxide semiconductor film (1) Visible light absorbing photosensitizer adsorbed titanium oxide fine particles having a TiO 2 concentration of 20% by weight (1) Ethanol dispersion liquid 75g and a solid concentration of 20% by weight Infrared absorbing photosensitizer adsorbed SnO 2 doped titanium oxide fine particles (1) Ethanol dispersion 25g was mixed with this, and 1.0g of polyethylene oxide as a thickener was dissolved in ethanol to a concentration of 10% by weight. Mix the solution
Dilution with methanol was performed so that the solid content concentration was 15% by weight to prepare a coating material (1) for forming a porous metal oxide semiconductor film.

ペルオキシチタン酸コーティング液の調製
18.3gの4塩化チタンを純水で希釈してTiO2として1.0重量%含有する水溶
液を得た。これを撹拌しながら、濃度15重量%のアンモニア水を添加し、pH9.5の白色スラリーを得た。このスラリーを濾過洗浄し、TiO2として濃度10.2重量%の
水和酸化チタンゲルのケーキを得た。このケーキと濃度5%過酸化水素液400gを混合し、ついで80℃で2時間加熱して溶解し、TiO2として濃度1.0重量%のペルオキ
ソチタン酸水溶液(1)を得た。さらに、TiO2濃度0.5%、エチレングリコール濃度20%となるように水およびペルオキソチタン酸水溶液にエチレングリコールを加えペルオキソチタン酸コーティング液を得た。
Preparation of Peroxytitanic Acid Coating Solution 18.3 g of titanium tetrachloride was diluted with pure water to obtain an aqueous solution containing 1.0% by weight as TiO 2 . While stirring this, ammonia water having a concentration of 15% by weight was added to obtain a white slurry having a pH of 9.5. This slurry was washed by filtration to obtain a hydrated titanium oxide gel cake having a concentration of 10.2% by weight as TiO 2 . This cake was mixed with 400 g of a 5% hydrogen peroxide solution and dissolved by heating at 80 ° C. for 2 hours to obtain a 1.0 wt% aqueous peroxotitanic acid solution (1) as TiO 2 . Further, ethylene glycol was added to water and a peroxotitanic acid aqueous solution so that the TiO 2 concentration was 0.5% and the ethylene glycol concentration was 20% to obtain a peroxotitanic acid coating solution.

酸化チタン薄膜(1)の形成
ペルオキソチタン酸コーティング溶液(1)をフッ素ドープした酸化スズを電極として形
成した透明ガラス基板にフレキソ印刷法で塗布し、自然乾燥し、引き続き低圧水銀ランプを用いて6000mJ/cm2の紫外線を照射してペルオキソ酸を分解させ、膜を硬化さ
せた。さらに、450℃で30分間加熱して硬化およびアニーリングを行って酸化チタン薄膜(1)を形成した。
Formation of Titanium Oxide Thin Film (1) A peroxotitanic acid coating solution (1) was coated on a transparent glass substrate formed with fluorine-doped tin oxide as an electrode by flexographic printing, dried naturally, and then 6000 mJ using a low-pressure mercury lamp. The film was cured by irradiating UV light of / cm 2 to decompose the peroxoacid. Furthermore, the titanium oxide thin film (1) was formed by heating and curing at 450 ° C. for 30 minutes for curing and annealing.

得られた酸化チタン薄膜(1)の膜厚は40nm、窒素吸着法によって求めた細孔容積は
0.12ml/g、平均細孔径は2nmであった。
多孔質金属酸化物半導体膜(1)の形成
酸化チタン薄膜(1)を形成した透明ガラス基板上に、すなわち酸化チタン薄膜(1)表面に多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(1)を印刷膜厚が約100μmとなるようにドクタ
ーブレード法により塗布を行い、その後150℃で2時間加熱処理を行って多孔質金属酸化物半導体膜(1)を形成した。
The obtained titanium oxide thin film (1) had a thickness of 40 nm, a pore volume determined by a nitrogen adsorption method of 0.12 ml / g, and an average pore diameter of 2 nm.
Formation of porous metal oxide semiconductor film (1) On the transparent glass substrate on which the titanium oxide thin film (1) is formed, that is, the surface of the titanium oxide thin film (1) is coated with a paint for forming a porous metal oxide semiconductor film (1). Coating was performed by a doctor blade method so that the printed film thickness was about 100 μm, and then heat treatment was performed at 150 ° C. for 2 hours to form a porous metal oxide semiconductor film (1).

得られた多孔質金属酸化物半導体膜(1)の膜厚および窒素吸着法によって求めた細孔容
積と平均細孔径を表に示した。また、多孔質金属酸化物半導体膜(1)の密着性を評価し、
結果を表1に示した。
The film thickness of the obtained porous metal oxide semiconductor film (1) and the pore volume and average pore diameter determined by the nitrogen adsorption method are shown in the table. Also, evaluate the adhesion of the porous metal oxide semiconductor film (1),
The results are shown in Table 1.

密着性
多孔質金属酸化物半導体膜(1)の表面にナイフで縦横1mmの間隔で11本の平行な傷
を付け100個の升目を作り、これにセロハンテ−プを接着し、ついで、セロハンテ−プを剥離したときに被膜が剥離せず残存している升目の数を、以下の4段階に分類することにより密着性を評価した。結果を表に示す。
The surface of the adhesive porous metal oxide semiconductor film (1) is made with 11 parallel scratches with a knife at intervals of 1 mm in length and width to make 100 squares, and a cellophane tape is bonded to this, and then the cellophane tape is attached. Adhesiveness was evaluated by classifying the number of squares remaining without peeling of the film when the film was peeled into the following four stages. The results are shown in the table.

残存升目の数100個 :◎
残存升目の数90〜99個 :○
残存升目の数85〜89個 :△
残存升目の数84個以下 :×
光電気セル(1)の作成
先ず、溶媒としてアセトニトリルと炭酸エチレンの体積比が1:4の比でを混合した溶媒にテトラプロピルアンモニウムアイオダイドとヨウ素とを、それぞれの濃度が0.46
モル/L、0.06モル/Lとなるように溶解して電解質溶液を調製した。
Number of remaining squares: ◎
Number of remaining squares 90-99: ○
Number of remaining squares: 85 to 89: Δ
Number of remaining squares: 84 or less: ×
Preparation of photoelectric cell (1) First, tetrapropylammonium iodide and iodine are mixed in a solvent prepared by mixing acetonitrile and ethylene carbonate in a volume ratio of 1: 4 as a solvent, and each concentration is 0.46.
An electrolyte solution was prepared by dissolving at a mol / L of 0.06 mol / L.

前記で調製した電極を一方の電極とし、他方の電極としてフッ素ドープした酸化スズを電極として形成し、その上に白金を担持した透明ガラス基板を対向して配置し、側面を樹脂にてシールし、電極間に上記の電解質溶液を封入し、さらに電極間をリード線で接続して光電気セル(1)を作成した。   The electrode prepared above is used as one electrode, and fluorine-doped tin oxide is formed as the other electrode. The transparent glass substrate carrying platinum is placed on the opposite side, and the sides are sealed with resin. Then, the above-described electrolyte solution was sealed between the electrodes, and the electrodes were connected with lead wires to produce a photoelectric cell (1).

光電気セル(1)は、ソーラーシュミレーターで100W/m2の強度の光を入射角90°(セル面と90°)で照射して、Voc(開回路状態の電圧)、Joc(回路を短絡したときに流れる電流の密度)、FF(曲線因子)およびη(変換効率)を測定し結果を表1に示した。
[実施例2]
近紫外線吸収光増感材吸着酸化チタン微粒子(1)の調製
・酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液の調製
酸化チタンゾル(触媒化成工業(株)製:HPW−18NR、平均粒子径20nm、TiO2濃度20重量%)を限外ろ過装置にてエタノール溶媒に置換した溶液に、アルミニウムトリエトシキドをエタノールにAl23濃度10重量%となるように溶解した溶液を、重量比でTiO2/Al23=95/5となるように加えた酸化チタニア粒子表面に酸化ア
ルミニウム前駆体を析出させ、50℃にて8時間保持し、限外ろ過装置にてエタノール洗浄し、固形分濃度を20重量%に調製し、酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子(1)のエタノール分散液を得た。
・多孔質酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子集合体(1)の調製
酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子(1)を限外ろ過装置にて水溶媒に置換
し、固形分濃度20重量%に調製した溶液500gにTiO2としての濃度4.0重量%のペルオキソチタン酸水溶液250gを混合し、これに水を加えて希釈し、TiO2濃度8重量%の酸化チタン微粒子分散液を調製した。ついで、分散液を対向式2流体ノズルに供給し、処理液量60L/Hr、空/液比=2000、空気流速マッハ1.1、乾燥雰囲気温度120℃、湿度7.2体積%の条件下で噴霧乾燥した。
Photoelectric cell (1) is a solar simulator that irradiates light with an intensity of 100 W / m 2 at an incident angle of 90 ° (90 ° with the cell surface), Voc (voltage in open circuit state), Joc (short circuit) Table 1 shows the results of measurement of the density of the current that flows when the test was performed, FF (fill factor) and η (conversion efficiency).
[Example 2]
Preparation of near-ultraviolet absorbing photosensitizer adsorbed titanium oxide fine particles (1) Aluminum oxide coated titanium oxide fine particles (1) Preparation of ethanol dispersion Titanium oxide sol (manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd .: HPW-18NR, average particle size 20 nm) , TiO 2 concentration 20% by weight) in a solution obtained by substituting the ethanol solvent with an ultrafiltration device, a solution obtained by dissolving aluminum triethoxide in ethanol so that the Al 2 O 3 concentration becomes 10% by weight is An aluminum oxide precursor is deposited on the surface of titania particles added so that TiO 2 / Al 2 O 3 = 95/5, kept at 50 ° C. for 8 hours, washed with ethanol in an ultrafiltration apparatus, and solid. The partial concentration was adjusted to 20% by weight to obtain an ethanol dispersion of aluminum oxide-coated titanium oxide fine particles (1).
-Preparation of porous aluminum oxide-coated titanium oxide fine particle aggregate (1) The aluminum oxide-coated titanium oxide fine particle (1) was replaced with an aqueous solvent in an ultrafiltration device, and 500 g of a solution prepared to a solid content concentration of 20% by weight was added. 250 g of a 4.0 wt% peroxotitanic acid aqueous solution as TiO 2 was mixed and diluted with water to prepare a titanium oxide fine particle dispersion having a TiO 2 concentration of 8 wt%. Next, the dispersion liquid is supplied to the opposed two-fluid nozzle, and the processing liquid amount is 60 L / Hr, the air / liquid ratio is 2000, the air flow rate is Mach 1.1, the drying atmosphere temperature is 120 ° C., and the humidity is 7.2 vol%. Spray dried.

得られた粒子を450℃、3時間焼成して、多孔質酸化アルミニウムコーティング酸化
チタン微粒子集合体(1)を調製した。
多孔質酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子集合体(1)の平均粒子径および
細孔容積を測定し、結果を表に示した。
・近紫外線吸収光増感材溶液の調製
別途、光増感材として三菱製紙製D131色素の濃度0.1%のエタノール溶液を調製した。
・近紫外線吸収光増感材の吸着
多孔質酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子集合体(1)および酸化アルミニ
ウムコーティング酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を固形分比で8:2となるよう
に混合したものを、よく攪拌、分散し、エタノールにてTiO2濃度20重量%となるように調製した溶液200gに光増感材のエタノール溶液200gを加え、24時間撹拌した後、限外濾過膜法によりエタノールで洗浄し、TiO2濃度25重量%の近紫外線光増感材吸着酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を調製した。
光増感材の吸着量を表に示した。
The obtained particles were fired at 450 ° C. for 3 hours to prepare porous aluminum oxide-coated titanium oxide fine particle aggregates (1).
The average particle diameter and pore volume of the porous aluminum oxide-coated titanium oxide fine particle aggregate (1) were measured, and the results are shown in the table.
-Preparation of near-ultraviolet absorbing photosensitizer solution Separately, an ethanol solution having a D131 dye concentration of 0.1% made by Mitsubishi Paper Industries was prepared as a photosensitizer.
-Adsorption of near-ultraviolet absorbing photosensitizer Porous aluminum oxide coated titanium oxide fine particle aggregate (1) and aluminum oxide coated titanium oxide fine particle (1) ethanol dispersion were mixed so that the solid content ratio was 8: 2. The mixture was thoroughly stirred and dispersed, and 200 g of a photosensitizer ethanol solution was added to 200 g of a solution prepared with ethanol to give a TiO 2 concentration of 20% by weight. After stirring for 24 hours, ultrafiltration membrane method was used. It was washed with ethanol to prepare a near-ultraviolet photosensitizer adsorbed aluminum oxide coated titanium oxide fine particle (1) ethanol dispersion having a TiO 2 concentration of 25% by weight.
The adsorption amount of the photosensitizer is shown in the table.

多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(2)の調製
ついで、実施例1と同様にして、TiO2濃度20重量%の可視光吸収光増感材吸着酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液65gと、固形分濃度20重量%の近赤外線吸収光増
感材吸着SnO2ドープ酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液20gと、上記で得た固形分濃度20重量%の近紫外線吸収光増感材吸着酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液15gとを混合し、これに、増粘剤としてポリエチレンオキ
サイド1.0gを濃度が10重量%となるようにエタノールで溶解した溶液を混合し、固
形分濃度が15重量%となるようにメタノールで希釈し、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(2)を調製した。
多孔質金属酸化物半導体膜(2)の形成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(2)を用いた以外は同様にし
て多孔質金属酸化物半導体膜(2)を形成した。
Preparation of paint for forming porous metal oxide semiconductor film (2) Next, in the same manner as in Example 1, visible light absorbing photosensitizer adsorbed titanium oxide fine particles having a TiO 2 concentration of 20% by weight (1) Ethanol dispersion 65 g And 20 g of a near-infrared absorbing photosensitizer adsorbed with a solid concentration of 20 wt%, SnO 2 -doped titanium oxide fine particles (1) 20 g of an ethanol dispersion, and a near-ultraviolet absorbing photosensitizer with a solid concentration of 20 wt% obtained above. Adsorbed aluminum oxide coated titanium oxide fine particles (1) Ethanol dispersion (15 g) was mixed, and a solution obtained by dissolving 1.0 g of polyethylene oxide as a thickener in ethanol to a concentration of 10% by weight was mixed. Dilution with methanol was performed so that the solid content concentration was 15% by weight to prepare a coating material (2) for forming a porous metal oxide semiconductor film.
Formation of porous metal oxide semiconductor film (2) In Example 1, the porous metal oxide semiconductor film (2) was formed in the same manner except that the paint (2) for forming a porous metal oxide semiconductor film was used. did.

得られた多孔質金属酸化物半導体膜(2)の膜厚、細孔容積、平均細孔径および密着性を
評価し、結果を表1に示した。
光電気セル(2)の作成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜(2)を用いた以外は同様にして光電気セ
ル(2)を作成した。
The film thickness, pore volume, average pore diameter and adhesion of the obtained porous metal oxide semiconductor film (2) were evaluated, and the results are shown in Table 1.
Production of Photoelectric Cell (2) A photoelectric cell (2) was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous metal oxide semiconductor film (2) was used.

光電気セル(2)について、Voc、Joc、FFおよびηを測定し結果を表1に示した

[実施例3]
可視光吸収光増感材吸着酸化チタン粒子(2)の調製
・多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)のエタノール分散液の調製
実施例1において使用した酸化チタンゾルが日揮触媒化成(株)製:HPW-18NR、平均粒子径20nm、TiO2濃度20重量%と日揮触媒化成(株)製:HPW-200C
、平均粒子径200nm、TiO2濃度20重量%を重量比にてHPW−18NR/HPW
−200C=4/1となるように混合したものを用いた以外は同様にして調製した。多孔
質酸化チタン微粒子集合体(2)の平均粒子径は2.5μm、細孔容積は0.52ml/g
であった。
With respect to the photoelectric cell (2), Voc, Joc, FF and η were measured, and the results are shown in Table 1.
[Example 3]
Preparation of Visible Light Absorbing Photosensitizer Adsorbed Titanium Oxide Particles (2) Preparation of Ethanol Dispersion of Porous Titanium Oxide Fine Particle Aggregate (2) The titanium oxide sol used in Example 1 was manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd. HPW-18NR, average particle size 20 nm, TiO 2 concentration 20% by weight, manufactured by JGC Catalysts & Chemicals, Inc .: HPW-200C
, HPW-18NR / HPW with an average particle diameter of 200 nm and a TiO 2 concentration of 20 wt% in a weight ratio
It was prepared in the same manner except that a mixture of -200C = 4/1 was used. The average particle diameter of the porous titanium oxide fine particle aggregate (2) is 2.5 μm, and the pore volume is 0.52 ml / g.
Met.

ついで、多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)をエタノールに分散させ、TiO2濃度20
重量%の多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)エタノール分散液を調製した。
別途、光増感材としてDYESOL社製B2色素の濃度0.1重量%のエタノール溶液を調製した。
・可視光吸収光増感材の吸着
多孔質酸化チタン微粒子集合体(2)および酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を固形分比で8:2となるように混合したものを、よく攪拌、分散し、エタノールにてTiO2濃度20重量%となるように調製した溶液200gに、前記光増感材のエタノール溶液200gを加え、24時間撹拌した後、限外濾過膜法によりエタノールで洗浄し、TiO2濃度25重量%の可視光吸収光増感材吸着酸化チタン粒子(2)エタノール分散液を調製した。
光増感材の吸着量を表に示した。
近赤外線吸収光増感材吸着酸化チタン微粒子(2)の調製
・多孔質SnO2ドープ酸化チタン微粒子集合体(2)の調製
SnO2ドープ酸化チタン微粒子(1)を固形分濃度20重量%となるように限外ろ過を行い、調製した溶液400gに、日揮触媒(株)製:HPW−200Cを100g加え、さらにTiO2としての濃度4.0重量%のペルオキソチタン酸水溶液250gを混合し、これに水を加えて希釈し、TiO2濃度8重量%の酸化チタン微粒子分散液を調製した。ついで、分散液を対向式2流体ノズルに供給し、処理液量60L/Hr、空/液比=2000、空気流速マッハ1.1、乾燥雰囲気温度120℃、湿度7.2体積%の条件下で噴霧乾燥
した。
Next, the porous titanium oxide fine particle aggregate (2) is dispersed in ethanol to obtain a TiO 2 concentration of 20
A weight% porous titanium oxide fine particle aggregate (2) ethanol dispersion was prepared.
Separately, an ethanol solution having a concentration of 0.1% by weight of B2 dye manufactured by DYESOL was prepared as a photosensitizer.
-Adsorption of visible light absorption photosensitizer Porous titanium oxide fine particle aggregate (2) and titanium oxide fine particle (1) A mixture of ethanol dispersion in a solid content ratio of 8: 2 is mixed well. 200 g of the photosensitizer ethanol solution was added to 200 g of a solution prepared by dispersing and preparing a TiO 2 concentration of 20% by weight in ethanol, stirred for 24 hours, and then washed with ethanol by the ultrafiltration membrane method. Then, a visible light absorption photosensitizer adsorbed titanium oxide particle (2) ethanol dispersion having a TiO 2 concentration of 25% by weight was prepared.
The adsorption amount of the photosensitizer is shown in the table.
Preparation of near-infrared absorption photosensitizer adsorbed titanium oxide fine particles (2) and preparation of porous SnO 2 doped titanium oxide fine particles aggregate (2) The solid content concentration of SnO 2 doped titanium oxide fine particles (1) is 20% by weight. Then, 100 g of HPW-200C manufactured by JGC Catalysts Co., Ltd. was added to 400 g of the prepared solution, and 250 g of a peroxotitanic acid aqueous solution having a concentration of 4.0% by weight as TiO 2 was mixed. The mixture was diluted with water to prepare a titanium oxide fine particle dispersion having a TiO 2 concentration of 8% by weight. Next, the dispersion liquid is supplied to the opposed two-fluid nozzle, and the processing liquid amount is 60 L / Hr, the air / liquid ratio is 2000, the air flow rate is Mach 1.1, the drying atmosphere temperature is 120 ° C., and the humidity is 7.2 vol%. Spray dried.

得られた粒子を450℃、3時間焼成して、多孔質SnO2ドープ酸化チタン微粒子集
合体(2)を調製した。多孔質SnO2ドープ酸化チタン微粒子集合体(2)の平均粒子径およ
び細孔容積を測定し、結果を表に示した。
・近赤外線吸収光増感材の吸着
別途、光増感材としてDYESOL社製DBL BlackDyeの濃度0.1重量%のエタノール溶液を調製した。多孔質SnO2ドープ酸化チタン微粒子集合体(2)およびSnO2ドープ酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を固形分比で8:2となるように混合したものを、よく攪拌、分散し、エタノールにてTiO2濃度20重量%となるように調製した溶液200gに光増感材のエタノール溶液200gを加え、24時間撹拌した後、限外濾過膜法によりエタノールで洗浄し、TiO2濃度25重量%の近赤外線吸収光増感材吸着SnO2ドープ酸化チタン粒子(2)エタノール分散液を調製した。光増感材の吸着量は表に示した。
多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(3)の調製
実施例1と同様にして、TiO2濃度20重量%の可視光吸収光増感材吸着酸化チタン粒子(2)エタノール分散液65gと、固形分濃度20重量%の近赤外線吸収光増感材吸着S
nO2ドープ酸化チタン粒子(2)エタノール分散液20gと、固形分濃度20重量%の近紫外線吸収光増感材吸着酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子(1)エタノール分
散液15gとを混合し、これに、増粘剤としてポリエチレンオキサイド1.0gを濃度が
10重量%となるようにエタノールで溶解した溶液を混合し、固形分濃度が15重量%となるようにメタノールで希釈し、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(3)を調製した。
The obtained particles were calcined at 450 ° C. for 3 hours to prepare porous SnO 2 -doped titanium oxide fine particle aggregates (2). The average particle diameter and pore volume of the porous SnO 2 -doped titanium oxide fine particle aggregate (2) were measured, and the results are shown in the table.
-Adsorption of near-infrared absorbing photosensitizer Separately, an ethanol solution having a concentration of 0.1 wt% DBL BlackDye manufactured by DYESOL was prepared as a photosensitizer. Porous SnO 2 -doped titanium oxide fine particle aggregate (2) and SnO 2 -doped titanium oxide fine particle (1) Ethanol dispersion mixed to a solid content ratio of 8: 2 was thoroughly stirred and dispersed to obtain ethanol. 200 g of a photosensitizer ethanol solution was added to 200 g of the solution prepared so as to have a TiO 2 concentration of 20% by weight, stirred for 24 hours, washed with ethanol by an ultrafiltration membrane method, and a TiO 2 concentration of 25 wt. % Near-infrared absorbing photosensitizer adsorbed SnO 2 doped titanium oxide particles (2) ethanol dispersion. The adsorption amount of the photosensitizer is shown in the table.
Preparation of Porous Metal Oxide Semiconductor Film Forming Paint (3) In the same manner as in Example 1, TiO 2 concentration 20 wt% visible light absorbing photosensitizer adsorbed titanium oxide particles (2) 65 g ethanol dispersion, Near-infrared absorption photosensitizer adsorption S with a solid content of 20% by weight
nO 2 -doped titanium oxide particles (2) 20 g of an ethanol dispersion and a near-ultraviolet absorbing photosensitizer adsorbed aluminum oxide coated titanium oxide fine particles (1) 15 g of an ethanol dispersion with a solid concentration of 20% by weight were mixed. Then, a solution prepared by dissolving 1.0 g of polyethylene oxide as a thickener in ethanol so that the concentration becomes 10% by weight is mixed, diluted with methanol so that the solid content concentration becomes 15% by weight, and porous metal oxide A coating for forming a semiconductor film (3) was prepared.

多孔質金属酸化物半導体膜(3)の形成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(3)を用いた以外は同様にし
て多孔質金属酸化物半導体膜(3)を形成した。
Formation of porous metal oxide semiconductor film (3) In Example 1, the porous metal oxide semiconductor film (3) was formed in the same manner except that the paint (3) for forming a porous metal oxide semiconductor film was used. did.

得られた多孔質金属酸化物半導体膜(3)の膜厚、細孔容積、平均細孔径および密着性を
評価し、結果を表1に示した。
光電気セル(3)の作成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜(3)を用いた以外は同様にして光電気セ
ル(3)を作成した。
The film thickness, pore volume, average pore diameter and adhesion of the obtained porous metal oxide semiconductor film (3) were evaluated, and the results are shown in Table 1.
Production of Photoelectric Cell (3) A photoelectric cell (3) was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous metal oxide semiconductor film (3) was used.

光電気セル(3)について、Voc、Joc、FFおよびηを測定し結果を表1に示した

[実施例4]
可視光吸収光増感材吸着酸多孔質酸化チタン微粒子(3)
実施例3において、光増感材としてDYESOL社製B2色素の代わりにDYESOL社製B4色素を濃度0.1重量%のエタノール溶液を用いた以外は同様にして可視光吸収光増感材吸着酸多孔質酸化チタン微粒子(3)エタノール分散液を調製した。光増感材の吸
着量は表に示した。
近赤外線吸収光増感材吸着酸化チタン粒子(3)の調製
・Nb25ドープ酸化チタン粒子(3)の調製
塩化チタン水溶液に塩化ニオブ(V)を重量比でTiO2/Nb25=92/8となるように混合し、純水で希釈して固形分として濃度5重量%の水溶液を調製した。この水溶液を、温度を5℃に調節した濃度15重量%のアンモニア水に添加して中和・加水分解した。水溶液添加後のpHは10.0であった。ついで、生成したゲルを濾過洗浄し、固形分とし
て濃度9重量%の複合酸化物のゲルを得た。
With respect to the photoelectric cell (3), Voc, Joc, FF and η were measured, and the results are shown in Table 1.
[Example 4]
Visible light absorption photosensitizer adsorbed acid porous titanium oxide fine particles (3)
In Example 3, a visible light absorbing photosensitizer adsorbing acid was used in the same manner except that a DYESOL B4 dye was used instead of DYESOL B2 dye as a photosensitizer and an ethanol solution having a concentration of 0.1% by weight was used. Porous titanium oxide fine particles (3) ethanol dispersion was prepared. The adsorption amount of the photosensitizer is shown in the table.
Preparation of near-infrared absorption photosensitizer adsorbed titanium oxide particles (3) Preparation of Nb 2 O 5 doped titanium oxide particles (3) Niobium chloride (V) in a titanium chloride aqueous solution by weight ratio TiO 2 / Nb 2 O 5 = 92/8 was mixed and diluted with pure water to prepare an aqueous solution having a concentration of 5% by weight as a solid content. This aqueous solution was neutralized and hydrolyzed by adding it to 15% by weight ammonia water whose temperature was adjusted to 5 ° C. The pH after addition of the aqueous solution was 10.0. Subsequently, the produced gel was filtered and washed to obtain a complex oxide gel having a solid content of 9% by weight.

この複合酸化物ゲルを固形分濃度で3重量%となるように純水にて希釈し、15重量%
のアンモニア水溶液にてpHが10.5となるように調製し、ついで、175℃にて18時間水熱処理して、Nb25をドープした酸化チタン粒子(3)分散液を調製した。限外濾
過膜法にてエタノールに溶媒置換して、固形分濃度20重量%のNb25ドープ酸化チタン粒子(3)エタノール分散液を調製した。
・多孔質Nb25ドープ酸化チタン微粒子集合体(3)の調製
Nb25ドープ酸化チタン粒子(3)を固形分濃度20重量%となるように限外ろ過を行
い、調製した溶液500gにTiO2としての濃度4.0重量%のペルオキソチタン酸水溶液250gを混合し、これに水を加えて希釈し、TiO2濃度8重量%の酸化チタン微粒子分散液を調製した。ついで、分散液を対向式2流体ノズルに供給し、処理液量60L/Hr、空/液比=2000、空気流速マッハ1.1、乾燥雰囲気温度120℃、湿度7.2体積%の条件下で噴霧乾燥した。
The composite oxide gel was diluted with pure water to a solid content concentration of 3% by weight, and 15% by weight.
The aqueous solution was adjusted to pH 10.5 with an aqueous ammonia solution, and then hydrothermally treated at 175 ° C. for 18 hours to prepare a dispersion of titanium oxide particles (3) doped with Nb 2 O 5 . The solvent was replaced with ethanol by an ultrafiltration membrane method to prepare Nb 2 O 5 doped titanium oxide particles (3) ethanol dispersion liquid having a solid content concentration of 20% by weight.
・ Preparation of porous Nb 2 O 5 doped titanium oxide fine particle aggregate (3) Ultrafiltration of Nb 2 O 5 doped titanium oxide particles (3) to a solid content concentration of 20% by weight, and 500 g of the prepared solution The mixture was mixed with 250 g of a peroxotitanic acid aqueous solution having a concentration of 4.0% by weight as TiO 2 , and diluted by adding water to prepare a titanium oxide fine particle dispersion having a TiO 2 concentration of 8% by weight. Next, the dispersion liquid is supplied to the opposed two-fluid nozzle, and the processing liquid amount is 60 L / Hr, the air / liquid ratio is 2000, the air flow rate is Mach 1.1, the drying atmosphere temperature is 120 ° C., and the humidity is 7.2 vol%. Spray dried.

得られた粒子を450℃、3時間焼成して、多孔質Nb25ドープ酸化チタン微粒子集合体(3)を調製した。
・近赤外線吸収光増感材の吸着
別途、光増感材としてDYESOL社製DBL BlackDyeの濃度0.1重量%のエタノール溶液を調製した。多孔質Nb25ドープ酸化チタン微粒子集合体(3)および
Nb25ドープ酸化チタン粒子(3)エタノール分散液を固形分比で8:2となるように混
合したものを、よく攪拌、分散し、エタノールにてTiO2濃度20重量%となるように調製した溶液200gに光増感材のエタノール溶液200gを加え、24時間撹拌した後、限外濾過膜法によりエタノールで洗浄し、TiO2濃度25重量%の近赤外線吸収光増感材吸着Nb25ドープ酸化チタン粒子(3)エタノール分散液を調製した。光増感材の吸着量
は表に示した。
The obtained particles were fired at 450 ° C. for 3 hours to prepare porous Nb 2 O 5 -doped titanium oxide fine particle aggregates (3).
-Adsorption of near-infrared absorbing photosensitizer Separately, an ethanol solution having a concentration of 0.1 wt% DBL BlackDye manufactured by DYESOL was prepared as a photosensitizer. A mixture of porous Nb 2 O 5 -doped titanium oxide fine particle aggregate (3) and Nb 2 O 5 -doped titanium oxide particles (3) ethanol dispersion in a solid content ratio of 8: 2 was thoroughly stirred. 200 g of an ethanol solution of a photosensitizer was added to 200 g of a solution prepared by dispersing and preparing a 20% by weight TiO 2 concentration in ethanol, stirred for 24 hours, and then washed with ethanol by an ultrafiltration membrane method. 2 Nb 2 O 5 doped titanium oxide particles (3) ethanol dispersion liquid with a near infrared absorption photosensitizer adsorbing concentration of 25% by weight was prepared. The adsorption amount of the photosensitizer is shown in the table.

多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(4)の調製
実施例1と同様にして、TiO2濃度20重量%の可視光吸収光増感材吸着酸化チタン粒子(3)エタノール分散液65gと、固形分濃度20重量%の近赤外線吸収光増感材吸着N
25ドープ酸化チタン粒子(3)エタノール分散液20gと、実施例2の固形分濃度20
重量%の近紫外線吸収光増感材吸着酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子(1)
エタノール分散液15gとを混合し、これに、増粘剤としてポリエチレンオキサイド1.
0gを濃度が10重量%となるようにエタノールで溶解した溶液を混合し、固形分濃度が15重量%となるようにメタノールで希釈し、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(4)
を調製した。
Preparation of paint for forming porous metal oxide semiconductor film (4) In the same manner as in Example 1, TiO 2 concentration 20 wt% visible light absorbing photosensitizer adsorbed titanium oxide particles (3) ethanol dispersion 65 g, Adsorption N of near-infrared absorption photosensitizer with a solid content of 20% by weight
b 2 O 5 doped titanium oxide particles (3) 20 g of ethanol dispersion and solid content concentration of 20 in Example 2
Weight% near UV absorption photosensitizer adsorbed aluminum oxide coated titanium oxide fine particles (1)
Ethanol dispersion (15 g) was mixed, and polyethylene oxide 1.
A solution prepared by dissolving 0 g in ethanol so that the concentration becomes 10% by weight is mixed, diluted with methanol so that the solid content concentration becomes 15% by weight, and a coating for forming a porous metal oxide semiconductor film (4)
Was prepared.

多孔質金属酸化物半導体膜(4)の形成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(4)を用いた以外は同様にし
て多孔質金属酸化物半導体膜(4)を形成した。
Formation of porous metal oxide semiconductor film (4) The porous metal oxide semiconductor film (4) was formed in the same manner as in Example 1 except that the paint (4) for forming a porous metal oxide semiconductor film was used. did.

得られた多孔質金属酸化物半導体膜(4)の膜厚、細孔容積、平均細孔径および密着性を
評価し、結果を表1に示した。
光電気セル(4)の作成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜(4)を用いた以外は同様にして光電気セ
ル(4)を作成した。
The film thickness, pore volume, average pore diameter and adhesion of the obtained porous metal oxide semiconductor film (4) were evaluated, and the results are shown in Table 1.
Production of Photoelectric Cell (4) A photoelectric cell (4) was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous metal oxide semiconductor film (4) was used.

光電気セル(4)について、Voc、Joc、FFおよびηを測定し結果を表1に示した

[実施例5]
可視光吸収光増感材吸着酸多孔質酸化チタン微粒子としては、実施例4と同じ可視光吸収光増感材吸着酸多孔質酸化チタン微粒子(3)を使用し、同様にエタノール分散液を調製
した。光増感材の吸着量は表に示した。
近赤外線吸収光増感材吸着酸化チタン粒子(4)の調製
・ZrO2ドープ酸化チタン粒子(4)の調製
塩化チタン水溶液にオキシ塩化ジルコニウムを重量比でTiO2/ZrO2=92/8となるように混合し、純水で希釈して固形分として濃度5重量%の水溶液を調製した。この水溶液を、温度を5℃に調節した濃度15重量%のアンモニア水に添加して中和・加水分解した。水溶液添加後のpHは10.3であった。ついで、生成したゲルを濾過洗浄し、固
形分として濃度9重量%の複合酸化物のゲルを得た。
With respect to the photoelectric cell (4), Voc, Joc, FF and η were measured and the results are shown in Table 1.
[Example 5]
As the visible light absorbing photosensitizer adsorbing acid porous titanium oxide fine particles, the same visible light absorbing photosensitizer adsorbing acid porous titanium oxide fine particles (3) as in Example 4 were used, and an ethanol dispersion was similarly prepared. did. The adsorption amount of the photosensitizer is shown in the table.
Preparation of near-infrared absorbing photosensitizer adsorbed titanium oxide particles (4) Preparation of ZrO 2 -doped titanium oxide particles (4) Zirconium oxychloride in a titanium chloride aqueous solution has a weight ratio of TiO 2 / ZrO 2 = 92/8 Then, the mixture was diluted with pure water to prepare an aqueous solution having a concentration of 5% by weight as a solid content. This aqueous solution was neutralized and hydrolyzed by adding it to 15% by weight ammonia water whose temperature was adjusted to 5 ° C. The pH after addition of the aqueous solution was 10.3. Subsequently, the produced gel was filtered and washed to obtain a complex oxide gel having a solid content of 9% by weight.

この複合酸化物ゲルを固形分濃度で3重量%となるように純水にて希釈し、15重量%
のアンモニア水溶液にてpHが10.5となるように調製し、ついで、175℃にて18時間水熱処理して、ZrO2をドープした酸化チタン粒子(4)分散液を調製した。
ついで、限外濾過膜法にてエタノールに溶媒置換して、固形分濃度20重量%のZrO2
ドープ酸化チタン粒子(4)エタノール分散液を調製した。
・多孔質ZrO2ドープ酸化チタン微粒子集合体(4)の調製
ZrO2ドープ酸化チタン粒子(4)を固形分濃度20重量%となるように限外ろ過を行い、調製した溶液500gにTiO2としての濃度4.0重量%のペルオキソチタン酸水溶液250gを混合し、これに水を加えて希釈し、TiO2濃度8重量%の酸化チタン微粒子分散液を調製した。ついで、分散液を対向式2流体ノズルに供給し、処理液量60L/Hr、空/液比=2000、空気流速マッハ1.1、乾燥雰囲気温度120℃、湿度7.2体積%の条件下で噴霧乾燥した。
The composite oxide gel was diluted with pure water to a solid content concentration of 3% by weight, and 15% by weight.
Then, a pH of 10.5 was adjusted with an aqueous ammonia solution, followed by hydrothermal treatment at 175 ° C. for 18 hours to prepare a dispersion of titanium oxide particles (4) doped with ZrO 2 .
Subsequently, the solvent was replaced with ethanol by an ultrafiltration membrane method, and ZrO 2 having a solid content concentration of 20% by weight.
Doped titanium oxide particles (4) An ethanol dispersion was prepared.
- porous ZrO 2 performs doped titanium oxide fine particle aggregates ultrafiltration as (4) Preparation of ZrO 2 doped titanium oxide particles (4) that the solid content concentration of 20 wt%, as TiO 2 in the prepared solution 500g A peroxotitanic acid aqueous solution (250 g) having a concentration of 4.0% by weight was mixed and diluted with water to prepare a titanium oxide fine particle dispersion having a TiO 2 concentration of 8% by weight. Next, the dispersion liquid is supplied to the opposed two-fluid nozzle, and the processing liquid amount is 60 L / Hr, the air / liquid ratio is 2000, the air flow rate is Mach 1.1, the drying atmosphere temperature is 120 ° C., and the humidity is 7.2 vol%. Spray dried.

得られた粒子を450℃、3時間焼成して、多孔質ZrO2ドープ酸化チタン微粒子集
合体(4)を調製した。
・近赤外線吸収光増感材の吸着
別途、光増感材としてDYESOL社製DBL BlackDyeの濃度0.1重量%のエタノール溶液を調製した。
The obtained particles were fired at 450 ° C. for 3 hours to prepare porous ZrO 2 -doped titanium oxide fine particle aggregates (4).
-Adsorption of near-infrared absorbing photosensitizer Separately, an ethanol solution having a concentration of 0.1 wt% DBL BlackDye manufactured by DYESOL was prepared as a photosensitizer.

多孔質ZrO2ドープ酸化チタン微粒子集合体(4)およびZrO2ドープ酸化チタン粒子(4)エタノール分散液を固形分比で8:2となるように混合したものを、よく攪拌、分散し、エタノールにてTiO2濃度20重量%となるように調製した溶液200gに光増感材のエタノール溶液200gを加え、24時間撹拌した後、限外濾過膜法によりエタノールで洗浄し、TiO2濃度25重量%の近赤外線吸収光増感材吸着ZrO2ドープ酸化チタン粒
子(4)エタノール分散液を調製した。
近紫外線吸収光増感材吸着酸化チタン粒子(2)の調製
・酸化マグネシウムコーティング酸化チタン粒子(2)の調製。
A mixture of porous ZrO 2 -doped titanium oxide fine particle aggregate (4) and ZrO 2 -doped titanium oxide particles (4) in an ethanol dispersion having a solid content ratio of 8: 2 is thoroughly stirred and dispersed to obtain ethanol. 200 g of a photosensitizer ethanol solution was added to 200 g of the solution prepared so as to have a TiO 2 concentration of 20% by weight, stirred for 24 hours, washed with ethanol by an ultrafiltration membrane method, and a TiO 2 concentration of 25 wt. % Near infrared absorption photosensitizer adsorbed ZrO 2 doped titanium oxide particles (4) ethanol dispersion liquid was prepared.
Preparation of near-UV absorbing photosensitizer adsorbed titanium oxide particles (2) and magnesium oxide coated titanium oxide particles (2).

酸化チタンゾル(日揮触媒化成(株)製:HPW−18NR、平均粒子径20nm、TiO2濃度20重量%)を限外ろ過装置にてエタノール溶媒に置換した溶液に、マグネシウムエトシキドをエタノールにMgO濃度10重量%となるように溶解した溶液を、重量比でTiO2/MgO=95/5となるように加えた酸化チタニア粒子表面に酸化マグネシウ
ム前駆体を析出させ、50℃にて8時間保持し、限外ろ過装置にてエタノール洗浄し、固形分濃度を20重量%に調製し、酸化マグネシウムコーティング酸化チタン粒子(2)を得
た。
・多孔質酸化マグネシウムコーティング酸化チタン微粒子(2)の調製
酸化マグネシウムコーティング酸化チタン粒子(2)を限外ろ過装置にて水溶媒に置換し
、固形分濃度20重量%に調製した溶液500gにTiO2としての濃度4.0重量%のペルオキソチタン酸水溶液250gを混合し、これに水を加えて希釈し、TiO2濃度8重量%の酸化チタン微粒子分散液を調製した。ついで、分散液を対向式2流体ノズルに供給し、処理液量60L/Hr、空/液比=2000、空気流速マッハ1.1、乾燥雰囲気温度120℃、湿度7.2体積%の条件下で噴霧乾燥した。
In a solution in which titanium oxide sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: HPW-18NR, average particle size 20 nm, TiO 2 concentration 20% by weight) is replaced with ethanol solvent by an ultrafiltration device, magnesium ethoxide is ethanol and MgO concentration A magnesium oxide precursor was deposited on the surface of titania particles added with a solution of 10% by weight so that the weight ratio was TiO 2 / MgO = 95/5, and held at 50 ° C. for 8 hours. Then, it was washed with ethanol in an ultrafiltration device, and the solid content concentration was adjusted to 20% by weight to obtain magnesium oxide-coated titanium oxide particles (2).
Preparation of porous magnesium oxide coated titanium oxide fine particles (2) Magnesium oxide coated titanium oxide particles (2) were replaced with an aqueous solvent by an ultrafiltration device, and TiO 2 was added to 500 g of a solution prepared to a solid content concentration of 20% by weight. As a mixture, 250 g of a peroxotitanic acid aqueous solution having a concentration of 4.0 wt% was mixed and diluted with water to prepare a titanium oxide fine particle dispersion having a TiO 2 concentration of 8 wt%. Next, the dispersion liquid is supplied to the opposed two-fluid nozzle, and the processing liquid amount is 60 L / Hr, the air / liquid ratio is 2000, the air flow rate is Mach 1.1, the drying atmosphere temperature is 120 ° C., and the humidity is 7.2 vol%. Spray dried.

得られた粒子を450℃、3時間焼成して、多孔質酸化マグネシウムコーティング酸化チタン微粒子集合体(2)を調製した。
多孔質酸化マグネシウムコーティング酸化チタン微粒子集合体(2)の平均粒子径および
細孔容積を測定し、結果を表に示した。
・可視光吸収光増感材の吸着
別途、光増感材として三菱製紙製D131色素の濃度0.1%のエタノール溶液を調製した。
The obtained particles were calcined at 450 ° C. for 3 hours to prepare porous magnesium oxide-coated titanium oxide fine particle aggregates (2).
The average particle diameter and pore volume of the porous magnesium oxide-coated titanium oxide fine particle aggregate (2) were measured, and the results are shown in the table.
-Adsorption of visible light absorption photosensitizer Separately, an ethanol solution with a concentration of 0.1% of D131 dye manufactured by Mitsubishi Paper Industries was prepared as a photosensitizer.

多孔質酸化マグネシウムコーティング酸化チタン微粒子集合体(2)および酸化マグネシ
ウムコーティング酸化チタン粒子(2)エタノール分散液を固形分比で8:2となるように
混合したものを、よく攪拌、分散し、エタノールにてTiO2濃度20重量%となるように調製した溶液200gに光増感材のエタノール溶液200gを加え、24時間撹拌した後、限外濾過膜法によりエタノールで洗浄し、TiO2濃度25重量%の可視光吸収光増感材吸着酸化マグネシウムコーティング酸化チタン粒子(2)エタノール分散液を調製した。
Porous magnesium oxide-coated titanium oxide fine particle aggregate (2) and magnesium oxide-coated titanium oxide particles (2) Ethanol dispersion mixed to a solid content ratio of 8: 2 is thoroughly stirred and dispersed to obtain ethanol. 200 g of a photosensitizer ethanol solution was added to 200 g of the solution prepared so as to have a TiO 2 concentration of 20% by weight, stirred for 24 hours, washed with ethanol by an ultrafiltration membrane method, and a TiO 2 concentration of 25 wt. % Visible light absorption photosensitizer adsorbed magnesium oxide coated titanium oxide particles (2) ethanol dispersion liquid was prepared.

多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(5)の調製
ついで、実施例1と同様にして、TiO2濃度20重量%の可視光吸収光増感材吸着酸化チタン粒子(3)エタノール分散液65gと、固形分濃度20重量%の近赤外線吸収光増感
材吸着ZrO2ドープ酸化チタン粒子(4)エタノール分散液20gと、固形分濃度20重量%の近紫外線吸収光増感材吸着酸化マグネシウムコーティング酸化チタン粒子(2)エタノ
ール分散液15gとを混合し、これに、増粘剤としてポリエチレンオキサイド1.0gを
濃度が10重量%となるようにエタノールで溶解した溶液を混合し、固形分濃度が15重量%となるようにメタノールで希釈し、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(5)を調製
した。
Preparation of paint for forming porous metal oxide semiconductor film (5) Next, in the same manner as in Example 1, visible light absorbing photosensitizer adsorbed titanium oxide particles having a TiO 2 concentration of 20% by weight (3) Ethanol dispersion 65 g And 20 g of near-infrared absorbing photosensitizer adsorbed ZrO 2 doped titanium oxide particles (4) ethanol dispersion liquid with a solid content concentration of 20% by weight and a near-UV absorbing photosensitizer adsorbed magnesium oxide coating with a solid content concentration of 20 wt% Titanium oxide particles (2) 15 g of an ethanol dispersion was mixed, and a solution obtained by dissolving 1.0 g of polyethylene oxide as a thickener in ethanol to a concentration of 10% by weight was mixed. It was diluted with methanol so as to be 15% by weight, and a coating material (5) for forming a porous metal oxide semiconductor film was prepared.

多孔質金属酸化物半導体膜(5)の形成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(5)を用いた以外は同様にし
て多孔質金属酸化物半導体膜(5)を形成した。
Formation of porous metal oxide semiconductor film (5) In Example 1, the porous metal oxide semiconductor film (5) was formed in the same manner except that the paint (5) for forming a porous metal oxide semiconductor film was used. did.

得られた多孔質金属酸化物半導体膜(5)の膜厚、細孔容積、平均細孔径および密着性を
評価し、結果を表1に示した。
光電気セル(5)の作成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜(5)を用いた以外は同様にして光電気セ
ル(5)を作成した。
The film thickness, pore volume, average pore diameter and adhesion of the obtained porous metal oxide semiconductor film (5) were evaluated, and the results are shown in Table 1.
Production of Photoelectric Cell (5) A photoelectric cell (5) was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous metal oxide semiconductor film (5) was used.

光電気セル(5)について、Voc、Joc、FFおよびηを測定し結果を表1に示した

[比較例1]
多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(R1)の調製
実施例1と同様にして調製したTiO2濃度20重量%の可視光吸収光増感材吸着酸化チタン粒子(R1)エタノール分散液100gに、増粘剤としてポリエチレンオキサイド1.0
gを濃度が10重量%となるようにエタノールで溶解した溶液を混合し、さらに固形分濃度が15重量%となるようにメタノールで希釈し、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(R1)を調製した。
With respect to the photoelectric cell (5), Voc, Joc, FF and η were measured, and the results are shown in Table 1.
[Comparative Example 1]
Preparation of Porous Metal Oxide Semiconductor Film Coating (R1) Visible Light Absorbing Photosensitizer Adsorbed Titanium Oxide Particles (R1) Ethanol Dispersion 100 g Prepared as in Example 1 with a TiO 2 Concentration of 20% by Weight Polyethylene oxide 1.0 as a thickener
A solution in which g is dissolved in ethanol so that the concentration becomes 10% by weight is mixed, and further diluted with methanol so that the solid content concentration becomes 15% by weight, and the coating for forming a porous metal oxide semiconductor film (R1) Was prepared.

多孔質金属酸化物半導体膜(R1)の形成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(R1)を用いた以外は同様にして多孔質金属酸化物半導体膜(R1)を形成した。
Formation of porous metal oxide semiconductor film (R1) In Example 1, the porous metal oxide semiconductor film (R1) was formed in the same manner except that the coating material (R1) for forming the porous metal oxide semiconductor film was used. did.

得られた多孔質金属酸化物半導体膜(R1)の膜厚、細孔容積、平均細孔径および密着性を評価し、結果を表1に示した。
光電気セル(R1)の作成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜(R1)を用いた以外は同様にして光電気セル(R1)を作成した。
The film thickness, pore volume, average pore diameter and adhesion of the obtained porous metal oxide semiconductor film (R1) were evaluated, and the results are shown in Table 1.
Production of Photoelectric Cell (R1) A photoelectric cell (R1) was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous metal oxide semiconductor film (R1) was used.

光電気セル(R1)について、Voc、Joc、FFおよびηを測定し結果を表1に示した。
[比較例2]
多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(R2)の調製
酸化チタン微粒子(1)アルコール分散液の調製
実施例1において、多孔質酸化チタン微粒子集合体(1)および酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を固形分比で8:2となるように混合し、固形分濃度が20重量%となるように調製したものを酸化チタン粒子エタノール分散液(R2)とした。
With respect to the photoelectric cell (R1), Voc, Joc, FF and η were measured and the results are shown in Table 1.
[Comparative Example 2]
Preparation of paint for forming porous metal oxide semiconductor film (R2)
Preparation of titanium oxide fine particle (1) alcohol dispersion liquid In Example 1, the porous titanium oxide fine particle aggregate (1) and the titanium oxide fine particle (1) ethanol dispersion liquid had a solid content ratio of 8: 2. In this way, a titanium oxide particle ethanol dispersion (R2) was prepared so that the solid concentration was 20% by weight.

SnO 2 ドープ酸化チタン微粒子(1)アルコール分散液の調製
実施例1において、多孔質SnO2ドープ酸化チタン微粒子集合体(1)およびSnO2ドープ酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を固形分比で8:2となるように混合し、固形
分濃度が20重量%となるように調製したものをSnO2ドープ酸化チタン粒子アルコー
ル分散液(R2)とした。
Preparation of SnO 2 -doped titanium oxide fine particles (1) alcohol dispersion In Example 1, porous SnO 2 -doped titanium oxide fine particles aggregate (1) and SnO 2 -doped titanium oxide fine particles (1) ethanol dispersion in solid content ratio A mixture prepared so as to have a ratio of 8: 2 and a solid content concentration of 20% by weight was used as an SnO 2 -doped titanium oxide particle alcohol dispersion (R2).

酸化アルミニウム被覆酸化チタン微粒子(1)アルコール分散液の調製
実施例1において、多孔質酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子集合体(1)および酸化アルミニウムコーティング酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を固形分比で
8:2となるように混合し、固形分濃度が20重量%となるように調製したものを酸化アルミニウム被覆酸化チタン粒子アルコール分散液(R2)とした。
ついで、酸化チタン粒子エタノール分散液(R2)65gと、SnO2ドープ酸化チタン粒子
アルコール分散液(R2)20gと、酸化アルミニウム被覆酸化チタン粒子アルコール分散液(R2)15gとを混合し、これに、増粘剤としてポリエチレンオキサイド1.0gを濃度が
10重量%となるようにエタノールで溶解した溶液を混合し、固形分濃度が15重量%となるようにメタノールで希釈し、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(R2)を調製した。
Preparation of aluminum oxide-coated titanium oxide fine particles (1) alcohol dispersion In Example 1, porous aluminum oxide-coated titanium oxide fine particle aggregate (1) and aluminum oxide-coated titanium oxide fine particles (1) A mixture prepared so as to be 8: 2 and having a solid content concentration of 20% by weight was used as an aluminum oxide-coated titanium oxide particle alcohol dispersion (R2).
Next, 65 g of titanium oxide particle ethanol dispersion (R2), 20 g of SnO 2 doped titanium oxide particle alcohol dispersion (R2), and 15 g of aluminum oxide-coated titanium oxide particle alcohol dispersion (R2) were mixed. A porous metal oxide semiconductor is prepared by mixing a solution obtained by dissolving 1.0 g of polyethylene oxide as a thickener with ethanol so that the concentration becomes 10% by weight and diluting with methanol so that the solid content concentration becomes 15% by weight. A film-forming paint (R2) was prepared.

多孔質金属酸化物半導体膜(R2)の形成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(R2)を用いた以外は同様にして多孔質金属酸化物半導体膜(R1)を形成した。
Formation of porous metal oxide semiconductor film (R2) In Example 1, the porous metal oxide semiconductor film (R1) was formed in the same manner except that the coating material (R2) for forming the porous metal oxide semiconductor film was used. did.

得られた多孔質金属酸化物半導体膜(R2)の膜厚、細孔容積、平均細孔径および密着性を評価し、結果を表1に示した。
光増感材の吸着
光増感材としてDYESOL社製B2色素を濃度0.1%となるようにエタノール溶液を調製した。この溶液に多孔質金属酸化物半導体膜(R2)を形成したガラスを5時間漬込み、取り出した後エタノール水溶液で洗浄し、可視光吸収光増感材を吸着したさせた多孔質金属酸化物半導体膜(R2)を調製した。可視光吸収光増感材の吸着量は使用した後の色素溶液の濃度差より算出し、表に示した。
The film thickness, pore volume, average pore diameter, and adhesion of the obtained porous metal oxide semiconductor film (R2) were evaluated, and the results are shown in Table 1.
As an adsorption photosensitizer for the photosensitizer, an ethanol solution was prepared so that the concentration of B2 dye manufactured by DYESOL was 0.1%. Porous metal oxide semiconductor film (R2) formed glass is immersed in this solution for 5 hours, taken out, washed with an aqueous ethanol solution, and adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer. (R2) was prepared. The adsorption amount of the visible light absorbing photosensitizer was calculated from the difference in concentration of the dye solution after use and is shown in the table.

次に、光増感材としてDYESOL社製DBL BlackDyeを濃度0.1重量%となるようにエタノール溶液を調製した。この溶液に可視光吸収光増感材を吸着したさせた多孔質金属酸化物半導体膜(R2)を5時間漬込み、取り出した後エタノール水溶液で洗浄し、近赤外線吸収光増感材を吸着させた多孔質金属酸化物半導体膜(R2)を調製した。近赤外線吸収光増感材の吸着量は使用した色素溶液の濃度差より算出し、表に示した。   Next, an ethanol solution was prepared so that DBL BlackDye manufactured by DYESOL as a photosensitizer had a concentration of 0.1% by weight. A porous metal oxide semiconductor film (R2) adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer in this solution was immersed for 5 hours, then taken out and washed with an aqueous ethanol solution to adsorb a near infrared absorbing photosensitizer. A porous metal oxide semiconductor film (R2) was prepared. The adsorption amount of the near-infrared absorbing photosensitizer was calculated from the difference in concentration of the dye solution used and shown in the table.

次に、光増感材として三菱製紙製D131色素を濃度0.1重量%となるようにエタノール溶液を調製した。この溶液に可視光吸収光増感材・近赤外線吸収光増感材を吸着したさせた多孔質金属酸化物半導体膜(R2)を5時間漬込み、取り出した後エタノール水溶液で洗浄し、近紫外線吸収光増感材を吸着させた多孔質金属酸化物半導体膜(R2)を調製した。漬込み前後の光増感材の濃度差から求めた近紫外線吸収光増感材の吸着量を表に示した。   Next, an ethanol solution was prepared so that the concentration of D131 dye manufactured by Mitsubishi Paper Industries was 0.1 wt% as a photosensitizer. A porous metal oxide semiconductor film (R2) adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer / near infrared absorbing photosensitizer is immersed in this solution for 5 hours, taken out, washed with an aqueous ethanol solution, and absorbed by near ultraviolet rays. A porous metal oxide semiconductor film (R2) adsorbed with a photosensitizer was prepared. The adsorption amount of the near-ultraviolet absorbing photosensitizer obtained from the difference in concentration of the photosensitizer before and after the immersion is shown in the table.

ついで、3種の光増感材を吸着した多孔質金属酸化物半導体膜(R2)を450℃で2時間乾燥した。
光電気セル(2)の作成
実施例1において、3種の光増感材を吸着させた多孔質金属酸化物半導体膜(R2)を用いた以外は同様にして光電気セル(R2)を作成した。
Next, the porous metal oxide semiconductor film (R2) adsorbing three kinds of photosensitizers was dried at 450 ° C. for 2 hours.
Preparation of photoelectric cell (2) In Example 1, a photoelectric cell (R2) was prepared in the same manner except that a porous metal oxide semiconductor film (R2) adsorbing three kinds of photosensitizers was used. did.

光電気セル(R2)について、Voc、Joc、FFおよびηを測定し結果を表1に示した。
[比較例3]
多孔質金属酸化物半導体膜(R3)の形成
実施例2において、多孔質金属酸化物半導体膜作成時に、250℃で加熱処理(焼成アニーリング)を行って多孔質金属酸化物半導体膜(R3)を形成した。
With respect to the photoelectric cell (R2), Voc, Joc, FF and η were measured and the results are shown in Table 1.
[Comparative Example 3]
Formation of Porous Metal Oxide Semiconductor Film (R3) In Example 2, the porous metal oxide semiconductor film (R3) was formed by performing heat treatment (baking annealing) at 250 ° C. when creating the porous metal oxide semiconductor film. Formed.

得られた多孔質金属酸化物半導体膜(R3)の膜厚、細孔容積、平均細孔径および密着性を評価し、結果を表1に示した。
光電気セル(R3)の作成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜(R3)を用いた以外は同様にして光電気セル(R3)を作成した。
The film thickness, pore volume, average pore diameter and adhesion of the obtained porous metal oxide semiconductor film (R3) were evaluated, and the results are shown in Table 1.
Production of Photoelectric Cell (R3) A photoelectric cell (R3) was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous metal oxide semiconductor film (R3) was used.

光電気セル(R3)について、Voc、Joc、FFおよびηを測定し結果を表1に示した。
[比較例4]
多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料(R4)の調製
酸化チタンゾル(触媒化成工業(株)製:HPW−18NR、平均粒子径20nm、TiO2濃度20重量%)100gを限外濾過膜法にてエタノールに溶媒置換して、TiO2濃度20重量%の酸化チタン微粒子(1)エタノール分散液を調製した。これに、増粘剤とし
てポリエチレンオキサイド1.0gを濃度が10重量%となるようにエタノールで溶解し
た溶液を混合し、固形分濃度が15重量%となるようにメタノールで希釈し、多孔質金属
酸化物半導体膜形成用塗料(R4)を調製した。
With respect to the photoelectric cell (R3), Voc, Joc, FF and η were measured and the results are shown in Table 1.
[Comparative Example 4]
Preparation of Porous Metal Oxide Semiconductor Film Forming Paint (R4 ) 100 g of titanium oxide sol (manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd .: HPW-18NR, average particle diameter 20 nm, TiO 2 concentration 20% by weight) is used as an ultrafiltration membrane method. Then, the solvent was replaced with ethanol to prepare a titanium oxide fine particle (1) ethanol dispersion liquid having a TiO 2 concentration of 20% by weight. To this, a solution obtained by dissolving 1.0 g of polyethylene oxide as a thickener in ethanol so that the concentration becomes 10% by weight is mixed, and diluted with methanol so that the solid content concentration becomes 15% by weight. A paint (R4) for forming an oxide semiconductor film was prepared.

多孔質金属酸化物半導体膜(R4)の形成
実施例1と同様に酸化チタン薄膜(1)が形成された透明ガラス基板上に、多孔質金属酸
化物半導体膜形成用塗料(R4) 印刷膜厚が約100μmとなるようにドクターブレード法
により塗布を行い、その後150℃で2時間加熱処理を行って多孔質金属酸化物半導体膜(R4)を形成した。
Formation of porous metal oxide semiconductor film (R4) On the transparent glass substrate on which the titanium oxide thin film (1) was formed in the same manner as in Example 1, the coating for forming the porous metal oxide semiconductor film (R4) Was applied by a doctor blade method so as to be about 100 μm, followed by heat treatment at 150 ° C. for 2 hours to form a porous metal oxide semiconductor film (R4).

得られた多孔質金属酸化物半導体膜(R4)の膜厚、細孔容積、平均細孔径および密着性を評価し、結果を表1に示した。
光増感材の吸着
光増感材としてDYESOL社製B2色素を濃度0.1重量%となるようにエタノール溶液を調製した。この溶液に多孔質金属酸化物半導体膜(R4)を形成したガラスを5時間漬込み、取り出した後エタノール水溶液で洗浄し、可視光吸収光増感材を吸着したさせた多孔質金属酸化物半導体膜(R4)を調製した。可視光吸収光増感材の吸着量は使用した色素溶液の濃度差より算出し、表に示した。
光電気セル(R4)の作成
実施例1において、多孔質金属酸化物半導体膜(R4)を用いた以外は同様にして光電気セル(R4)を作成した。
The film thickness, pore volume, average pore diameter and adhesion of the obtained porous metal oxide semiconductor film (R4) were evaluated, and the results are shown in Table 1.
As an adsorption photosensitizer for the photosensitizer, an ethanol solution was prepared so that a concentration of 0.1% by weight of B2 dye manufactured by DYESOL was used. Porous metal oxide semiconductor film (R4) formed glass is immersed in this solution for 5 hours, then taken out and washed with an aqueous ethanol solution to adsorb the visible light absorbing photosensitizer. (R4) was prepared. The adsorption amount of the visible light absorbing photosensitizer was calculated from the difference in concentration of the dye solution used, and is shown in the table.
Production of Photoelectric Cell (R4) A photoelectric cell (R4) was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous metal oxide semiconductor film (R4) was used.

光電気セル(R4)について、Voc、Joc、FFおよびηを測定し結果を表1に示した。   With respect to the photoelectric cell (R4), Voc, Joc, FF and η were measured and the results are shown in Table 1.

Figure 2010108855
Figure 2010108855

本発明の光電気セルの1例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one example of the photoelectric cell of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・・電極層(1)
2・・・・・半導体膜(1)
3・・・・・電極層(2)
4・・・・・電解質層(2)
5・・・・・基板(1)
6・・・・・基板(2)
7・・・・・酸化チタン薄膜
1. Electrode layer (1)
2 ... Semiconductor film (1)
3. Electrode layer (2)
4 ... Electrolyte layer (2)
5 ... Board (1)
6 ... Board (2)
7. Titanium oxide thin film

Claims (8)

表面に電極層(1)を有し、かつ該電極層(1)表面に光増感材を吸着した多孔質金属酸化物半導体膜(1)が形成されてなる基板(1)と、表面に電極層(2)を有する基板(2)とが、前記電極層(1)および電極層(2)が対向するように配置してなり、多孔質金属酸化物半導体膜(1)
と電極層(2)との間に電解質層を設けてなる光電気セルにおいて、
多孔質金属酸化物半導体膜(1)が、
(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、
(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子および/または(iii)近
紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子とからなり、
前記(i)〜(iii)の光増感材を吸着する酸化チタン粒子が、それぞれ
平均粒子径が5〜200nmの範囲にある酸化チタン微粒子と、
平均粒子径が0.5〜10μmの範囲にあり、細孔容積が0.1〜0.8ml/gの範囲にある多孔質酸化チタン微粒子集合体との混合物からなり、
かつ、前記多孔質金属酸化物半導体膜(1)が80〜200℃で加熱処理して得られたも
のであることを特徴とする光電気セル。
A substrate (1) having an electrode layer (1) on the surface and a porous metal oxide semiconductor film (1) having a photosensitizer adsorbed on the surface of the electrode layer (1); The substrate (2) having the electrode layer (2) is disposed so that the electrode layer (1) and the electrode layer (2) face each other, and the porous metal oxide semiconductor film (1)
In the photoelectric cell in which an electrolyte layer is provided between the electrode layer (2) and
Porous metal oxide semiconductor film (1)
(i) titanium oxide particles adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer,
comprising (ii) titanium oxide particles adsorbing an infrared absorbing photosensitizer from near infrared and / or (iii) titanium oxide particles adsorbing a near ultraviolet absorbing photosensitizer,
Titanium oxide particles that adsorb the photosensitizers (i) to (iii) are each titanium oxide fine particles having an average particle diameter in the range of 5 to 200 nm,
It consists of a mixture with an aggregate of porous titanium oxide fine particles having an average particle diameter in the range of 0.5 to 10 μm and a pore volume in the range of 0.1 to 0.8 ml / g,
A photoelectric cell comprising the porous metal oxide semiconductor film (1) obtained by heat treatment at 80 to 200 ° C.
前記(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着する酸化チタン粒子がNb、Zr、Ge
、Hf、W、Ce、Sn、Feから選ばれる1種以上の元素がドープされた酸化チタン微粒子(A)を含み、
前記(iii)近紫外線吸収光増感材を吸着する酸化チタン粒子が酸化アルミニウム、酸化
珪素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化イットリウムから選ばれる1種以上の酸化物で被覆した酸化チタン微粒子(B)を含むことを特徴とする請求項1に記載の光電気セル。
(Ii) Titanium oxide particles adsorbing an infrared absorbing photosensitizer from near infrared rays are Nb, Zr, Ge
Including fine titanium oxide particles (A) doped with one or more elements selected from Hf, W, Ce, Sn, and Fe,
(Iii) Titanium oxide fine particles coated with one or more oxides selected from aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide and yttrium oxide as titanium oxide particles adsorbing the near-ultraviolet absorbing photosensitizer The photoelectric cell according to claim 1, comprising (B).
前記多孔質酸化チタン集合体が、酸化チタン微粒子とペルオキソチタン酸バインダーを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の光電気セル。   The photoelectric cell according to claim 1, wherein the porous titanium oxide aggregate includes titanium oxide fine particles and a peroxotitanate binder. 前記電極層(1)と多孔質金属酸化物半導体膜(1)との間にペルオキソチタン酸に由来する酸化チタン薄膜(1)を設けてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光電
気セル。
The titanium oxide thin film (1) derived from peroxotitanic acid is provided between the electrode layer (1) and the porous metal oxide semiconductor film (1). A photoelectric cell according to claim 1.
前記酸化チタン薄膜(1)の膜厚が10〜70nmの範囲にあり、細孔容積が0.01〜
0.20ml/gの範囲にあり、平均細孔径が0.5〜5.0nmの範囲にあることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光電気セル。
The thickness of the titanium oxide thin film (1) is in the range of 10 to 70 nm, and the pore volume is 0.01 to
The photoelectric cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the photoelectric cell is in the range of 0.20 ml / g and the average pore diameter is in the range of 0.5 to 5.0 nm.
(i)可視光吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、
(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子および/または(iii)
近紫外線吸収光増感材を吸着した酸化チタン粒子と、
分散媒と、
増粘剤とを含んでなり、
前記(i)〜(iii)の光増感材を吸着する酸化チタン粒子が、それぞれ
平均粒子径が5〜200nmの範囲にある酸化チタン微粒子と、
平均粒子径が0.5〜10μmの範囲にあり、細孔容積が0.1〜0.8ml/gの範囲にある多孔質酸化チタン微粒子集合体との混合物からなることを特徴とする光電気セル用多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料。
(i) titanium oxide particles adsorbed with a visible light absorbing photosensitizer,
(ii) titanium oxide particles adsorbing an infrared absorbing photosensitizer from near infrared and / or (iii)
Titanium oxide particles adsorbed with a near-ultraviolet absorbing photosensitizer,
A dispersion medium;
A thickener and
Titanium oxide particles that adsorb the photosensitizers (i) to (iii) are each titanium oxide fine particles having an average particle diameter in the range of 5 to 200 nm,
Photoelectricity comprising a mixture of porous titanium oxide fine particle aggregates having an average particle diameter in the range of 0.5 to 10 μm and a pore volume in the range of 0.1 to 0.8 ml / g Paint for forming porous metal oxide semiconductor film for cells.
前記多孔質酸化チタン集合体が、酸化チタン微粒子とペルオキソチタン酸バインダーを含むことを特徴とする請求項6に記載の光電気セル用多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料。   The said porous titanium oxide aggregate contains a titanium oxide fine particle and a peroxotitanate binder, The coating material for porous metal oxide semiconductor film formation for photoelectric cells of Claim 6 characterized by the above-mentioned. 前記(ii)近赤外線から赤外線吸収光増感材を吸着する酸化チタン粒子がNb、Zr、Ge
、Hf、W、Ce、Sn、Feから選ばれる1種以上の元素がドープされた酸化チタン微粒子(A)を含み、
前記(iii)近紫外線吸収光増感材を吸着する酸化チタン粒子が酸化アルミニウム、酸化
珪素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化イットリウムから選ばれる1種以上の酸化物で被覆した酸化チタン微粒子(B)を含むことを特徴とする請求項6または7に記載の光電気セル多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料。
(Ii) Titanium oxide particles adsorbing an infrared absorbing photosensitizer from near infrared rays are Nb, Zr, Ge
Including fine titanium oxide particles (A) doped with one or more elements selected from Hf, W, Ce, Sn, and Fe,
(Iii) Titanium oxide fine particles coated with one or more oxides selected from aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, and yttrium oxide as the titanium oxide particles that adsorb the near-ultraviolet absorbing photosensitizer The coating material for forming a photoelectric cell porous metal oxide semiconductor film according to claim 6 or 7, comprising (B).
JP2008281765A 2008-10-31 2008-10-31 Photoelectric cell and coating material for forming porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cell Active JP5426865B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008281765A JP5426865B2 (en) 2008-10-31 2008-10-31 Photoelectric cell and coating material for forming porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008281765A JP5426865B2 (en) 2008-10-31 2008-10-31 Photoelectric cell and coating material for forming porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010108855A true JP2010108855A (en) 2010-05-13
JP5426865B2 JP5426865B2 (en) 2014-02-26

Family

ID=42298082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008281765A Active JP5426865B2 (en) 2008-10-31 2008-10-31 Photoelectric cell and coating material for forming porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5426865B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011216232A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Osaka Gas Co Ltd Insulation-coated titanium oxide structure
WO2012132855A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 富士フイルム株式会社 Photoelectric converter and photoelectrochemical cell
WO2013094449A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 シャープ株式会社 Photoelectric conversion element and method for manufacturing photoelectric conversion element
JP5234209B1 (en) * 2012-07-20 2013-07-10 東洋インキScホールディングス株式会社 Resin composition for solar cell encapsulant

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11339867A (en) * 1998-05-29 1999-12-10 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Photoelectric cell and manufacture of metal oxide semiconductor film for photoelectric cell
JP2000243466A (en) * 1999-02-23 2000-09-08 Aisin Seiki Co Ltd Photoelectric transducer
JP2003168496A (en) * 2001-12-03 2003-06-13 Big Technos Kk Photoelectric cell
JP2006019190A (en) * 2004-07-02 2006-01-19 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Photoelectric cell
JP2006179444A (en) * 2004-01-22 2006-07-06 Showa Denko Kk Metal oxide dispersion and application method thereof
JP2008210713A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Photoelectric cell, and method of manufacturing the same
JP2008226528A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Hiroshima Univ Photoelectrode, method of manufacturing the same, and photoelectric conversion device
JP2010040172A (en) * 2008-07-31 2010-02-18 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Manufacturing method of photoelectric cell

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11339867A (en) * 1998-05-29 1999-12-10 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Photoelectric cell and manufacture of metal oxide semiconductor film for photoelectric cell
JP2000243466A (en) * 1999-02-23 2000-09-08 Aisin Seiki Co Ltd Photoelectric transducer
JP2003168496A (en) * 2001-12-03 2003-06-13 Big Technos Kk Photoelectric cell
JP2006179444A (en) * 2004-01-22 2006-07-06 Showa Denko Kk Metal oxide dispersion and application method thereof
JP2006019190A (en) * 2004-07-02 2006-01-19 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Photoelectric cell
JP2008210713A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Photoelectric cell, and method of manufacturing the same
JP2008226528A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Hiroshima Univ Photoelectrode, method of manufacturing the same, and photoelectric conversion device
JP2010040172A (en) * 2008-07-31 2010-02-18 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Manufacturing method of photoelectric cell

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011216232A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Osaka Gas Co Ltd Insulation-coated titanium oxide structure
WO2012132855A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 富士フイルム株式会社 Photoelectric converter and photoelectrochemical cell
JP2012216506A (en) * 2011-03-30 2012-11-08 Fujifilm Corp Photoelectric conversion element and photoelectrochemical battery
GB2505093A (en) * 2011-03-30 2014-02-19 Fujifilm Corp Photoelectric converter and photoelectrochemical cell
KR101505767B1 (en) 2011-03-30 2015-03-24 후지필름 가부시키가이샤 Photoelectric converter and photoelectrochemical cell
GB2505093B (en) * 2011-03-30 2019-10-23 Fujifilm Corp Photoelectric converter and photoelectrochemical cell
WO2013094449A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 シャープ株式会社 Photoelectric conversion element and method for manufacturing photoelectric conversion element
JP2013131457A (en) * 2011-12-22 2013-07-04 Sharp Corp Photoelectric conversion element, and method for manufacturing photoelectric conversion element
JP5234209B1 (en) * 2012-07-20 2013-07-10 東洋インキScホールディングス株式会社 Resin composition for solar cell encapsulant

Also Published As

Publication number Publication date
JP5426865B2 (en) 2014-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4392741B2 (en) Photoelectric cell
JP5314253B2 (en) Photoelectric cell
JP2002110261A (en) New metal oxide particles and application thereof
JP2012028302A (en) Dye-sensitized solar cell and method for manufacturing the same
JP4294245B2 (en) Photoelectric cell and photocatalyst
JPH11339867A (en) Photoelectric cell and manufacture of metal oxide semiconductor film for photoelectric cell
JP5348962B2 (en) Photoelectric cell manufacturing method
JP5426865B2 (en) Photoelectric cell and coating material for forming porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cell
JP5199587B2 (en) Photoelectric cell and method for manufacturing the same
JP5330783B2 (en) Photoelectric cell
JP4637470B2 (en) Manufacturing method of laminate
JP5354960B2 (en) Paint for forming porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cell and photoelectric cell
JP4215964B2 (en) Photoelectric cell
JP5503143B2 (en) Paint for forming porous metal oxide semiconductor film and photoelectric cell
JP2003168496A (en) Photoelectric cell
KR101680053B1 (en) Porous semiconductor film-forming coating material and photovoltaic cell
JP2001155791A (en) Photoelectric cell
JP2003308892A (en) Organic pigment sensitizing metal oxide semiconductor electrode and organic pigment sensitizing solar battery
JP5140031B2 (en) Photoelectric cell
JP2008258099A (en) Manufacturing method of photoelectric cell
JP5800675B2 (en) Method for producing coating material for forming porous metal oxide semiconductor film and photoelectric cell
JP5738126B2 (en) Photoelectric cell and method for producing porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cell
JP2014011022A (en) Method of forming porous metal oxide semiconductor film for photoelectric cell, and photoelectric cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110916

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20110916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130910

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131129

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5426865

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250