JP2011134532A - Method of manufacturing action pole, action pole, and photoelectric conversion element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve photoelectric conversion efficiency in an action pole with a structure in which a plurality of conductive wires each composed by forming titanium at least at the outermost peripheral part thereof are knitted in a mesh state. <P>SOLUTION: A method of manufacturing the action pole 3 has: a process of forming a nitrogen-containing site 32 in a surface skin part of the conductive wire 31; and a process of forming a porous oxide semiconductor layer 12 on which sensitized dye is carried. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光電変換素子を構成する作用極の製造方法に関し、より詳細には、酸化チタン粒子上で励起された電子を効率よくチタンへ流入させることができる作用極の製造方法、および作用極、並びにこの作用極を備えた光電変換素子に関する。   The present invention relates to a method for producing a working electrode that constitutes a photoelectric conversion element, and more specifically, a method for producing a working electrode that can efficiently flow electrons excited on titanium oxide particles into titanium, and the working electrode. Further, the present invention relates to a photoelectric conversion element provided with this working electrode.

色素増感型太陽電池は、スイスのグレッツェルらのグループなどから提案されたもので、高い変換効率を得られる光電変換素子として着目されている(例えば、非特許文献1を参照)。
色素増感型太陽電池は、シリコン系の従来型の太陽電池と比較して大幅な低価格化が可能とされているが、発電部に使用される導電性基板の価格が低価格化の障害となっている。従来構造の色素増感型太陽電池においては、特に光が入射する側の電極(窓電極)には、可視光の透過性と高い伝導性が要求されるため、ガラス基板やプラスチック基板上にスズドープ酸化インジウムやフッ素ドープ酸化スズといった透明導電性金属酸化物を塗布した基板が用いられてきた。したがって、このような透明導電性基板を用いていない、全く新しい構造の色素増感型太陽電池が実現するならば、太陽電池の大幅な低価格化が可能であるとして研究開発が進められている(非特許文献2、3を参照)。
The dye-sensitized solar cell has been proposed by a group such as Gretzel et al. In Switzerland, and has attracted attention as a photoelectric conversion element that can obtain high conversion efficiency (see, for example, Non-Patent Document 1).
Dye-sensitized solar cells can be significantly reduced in price compared to silicon-based conventional solar cells, but the price of conductive substrates used in power generation units is an obstacle to lower prices It has become. In a dye-sensitized solar cell having a conventional structure, the electrode (window electrode) on which light enters is particularly required to have visible light transmission and high conductivity. A substrate coated with a transparent conductive metal oxide such as indium oxide or fluorine-doped tin oxide has been used. Therefore, if a dye-sensitized solar cell having a completely new structure that does not use such a transparent conductive substrate is realized, research and development are being carried out on the assumption that the cost of solar cells can be greatly reduced. (See Non-Patent Documents 2 and 3).

これらの解決手段として、金属線を発電部の作用極に用いる新規な素子構造(特許文献1、2、3、4参照)が提案されている。しかし、これらの構造においては、作用極に金属線を採用したがゆえに、大面積の太陽電池モジュールの構成が困難となり、本来、色素増感型光電変換素子が有する、大面積化が容易であるという利点を損なう結果となった。そのため、上記の利点を損なうことのない構造を有する光電変換素子の開発が必要とされている。
大面積素子を可能とするために、特許文献5、特許文献6に記載されたように、作用極として金属線が網目状に編まれてなるテキスタイル構造を採用した光電変換素子も提案されている。
As a solution to these problems, a novel element structure (see Patent Documents 1, 2, 3, and 4) using a metal wire as a working electrode of a power generation unit has been proposed. However, in these structures, since a metal wire is used for the working electrode, it is difficult to configure a large-area solar cell module, and it is easy to increase the area that a dye-sensitized photoelectric conversion element originally has. As a result, the advantage was lost. Therefore, development of a photoelectric conversion element having a structure that does not impair the above-described advantages is required.
In order to enable a large-area element, as described in Patent Document 5 and Patent Document 6, photoelectric conversion elements that employ a textile structure in which metal wires are knitted in a mesh shape as a working electrode have also been proposed. .

しかし、上記金属線を用いた作用極を採用した場合においては、金属線には電解質に対する耐食性が必要とされるため、その材料としてチタン(Ti)やタングステン(W)等の限られた金属しか使用することができなかった。それらの金属は、概して導電率が低く、また、高価であるため、コスト高となる問題があった。   However, in the case where the working electrode using the metal wire is adopted, the metal wire needs to have corrosion resistance to the electrolyte, so that only a limited metal such as titanium (Ti) or tungsten (W) is used as the material. Could not be used. Since these metals generally have low electrical conductivity and are expensive, there has been a problem of high costs.

この問題に対し、導電性に優れた線状基材(例えばCu線)の外側を耐食性に優れた合金(例えばTi)で被覆した金属線(以下Ti被覆Cu線と称す)を使用した光電変換素子を発明者らは開発中である。この構造の金属線は、Cuの持つ導電性の高さと、Tiの持つ耐食性の高さを併せ持つ金属線として、光電変換素子の作用極として優れた性質を有している。
金属線としてTi被覆Cu線を用いるとともに、この金属線をテキスタイル構造とした作用極を用いることによって、導電性および耐食性に優れるとともに、大面積素子を構成し、フレキシブルな構造の光電変換素子の提供が可能になる。
For this problem, photoelectric conversion using a metal wire (hereinafter referred to as Ti-coated Cu wire) in which the outer side of a linear base material (eg, Cu wire) having excellent conductivity is coated with an alloy (eg, Ti) having excellent corrosion resistance. The inventors are developing a device. The metal wire having this structure has excellent properties as a working electrode of the photoelectric conversion element as a metal wire having both high conductivity of Cu and high corrosion resistance of Ti.
Use of a Ti-coated Cu wire as the metal wire and use of a working electrode having the metal wire as a textile structure provides a photoelectric conversion element having a flexible structure, having a large area element, having excellent conductivity and corrosion resistance. Is possible.

特開2008−181690号公報JP 2008-181690 A 特開2008−181691号公報JP 2008-181691 A 特開2005−196982号公報JP 2005-196982 A 特表2005−516370号公報JP 2005-516370 gazette 特開2001−283941号公報JP 2001-283941 A 特開2001−283944号公報JP 2001-283944 A

O'Regan B., Graetzel M., Alow cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films, Nature, 1991年, 353号, 737-739ページO'Regan B., Graetzel M., Alow cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films, Nature, 1991, 353, 737-739 日本国特許庁:標準技術集、:「色素増感太陽電池」Japan Patent Office: Standard Technology Collection: “Dye-sensitized solar cell” 日本国特許庁:特許出願技術動向調査:平成17年度「色素増感太陽電池」Japan Patent Office: Patent application technology trend survey: FY 2005 “Dye-sensitized solar cell”

ところで、上述したような光電変換素子は、作用極として機能させるために、Ti被覆Cu線上に多孔質酸化物半導体として酸化チタン(TiO)を塗布している。より微細には、Ti被覆Cu線の表面部を構成するチタンの上に酸化チタンの微粒子が焼結された構造となっている。つまり、界面の構造は、内側より順に、チタン/酸化チタンという構造となっている。 By the way, in order for the photoelectric conversion element as described above to function as a working electrode, titanium oxide (TiO 2 ) is applied as a porous oxide semiconductor on a Ti-coated Cu wire. More finely, it has a structure in which fine particles of titanium oxide are sintered on titanium constituting the surface portion of the Ti-coated Cu wire. That is, the structure of the interface is a structure of titanium / titanium oxide in order from the inside.

しかし、実際はTi被覆Cu線を構成するチタン上には数十nmレベルの自然酸化膜が存在している。よって、界面の微細構造は、内順に、チタン/チタンの自然酸化膜/酸化チタン粒子、という構造となっている。つまり、Ti被覆Cu線のチタン層と、多孔質酸化物半導体層(酸化チタン)との間にチタンの自然酸化膜が介在してしまっている。
よって、太陽光により酸化チタン粒子上で励起された電子がチタンへ流入する際には、必然的にチタン上に存在するチタンの自然酸化膜を通過することとなる。このチタンの自然酸化膜は電子の流入を阻害することとなり、結果として、発電効率が低下することが問題となっている。
However, in practice, a natural oxide film of several tens of nanometers exists on titanium constituting the Ti-coated Cu wire. Therefore, the microstructure of the interface has a structure of titanium / titanium natural oxide film / titanium oxide particles in the inner order. That is, a titanium natural oxide film is interposed between the titanium layer of the Ti-coated Cu wire and the porous oxide semiconductor layer (titanium oxide).
Therefore, when electrons excited on the titanium oxide particles by sunlight flow into titanium, they inevitably pass through a titanium natural oxide film existing on titanium. This natural oxide film of titanium hinders the inflow of electrons, and as a result, there is a problem that the power generation efficiency is lowered.

この発明は、このような事情を考慮してなされたものである。その目的は、チタンが被覆された導電性線材から構成される作用極において、発電の際、酸化チタン粒子上で励起された電子が、チタンへ流入する際、電子の流入を妨げることのない、発電効率の高い作用極、およびこの作用極を備えた光電変換素子を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of such circumstances. The purpose of the working electrode composed of a conductive wire coated with titanium is that it does not hinder the inflow of electrons when the electrons excited on the titanium oxide particles flow into titanium during power generation. An object of the present invention is to provide a working electrode with high power generation efficiency, and a photoelectric conversion element including the working electrode.

上記課題は、以下の本発明により達成される。
すなわち、本発明の請求項1に係る発明は、少なくとも最外周部にチタンが形成されてなる複数の導電性線材が網目状に編まれてなる構造を有する作用極の製造方法であって、前記導電性線材の表皮部に、窒素を含む部位を形成する工程Aと、増感色素を担持させた多孔質酸化物半導体層を形成する工程Bと、を少なくとも備えたことを特徴とする作用極の製造方法である。
また、本発明の請求項2に係る発明は、前記工程Aは、窒素雰囲気下において熱処理を施すことによって、前記導電性線材の表皮部に窒素を含む部位を形成することを特徴とする請求項1に記載の作用極の製造方法である。
また、本発明の請求項3に係る発明は、前記工程Aは、イオン打ち込み法を用いて、前記導電性線材の表皮部に前記窒素を含む部位を形成することを特徴とする請求項1に記載の作用極の製造方法である。
また、本発明の請求項4に係る発明は、前記工程Aは、スパッタリング法を用いて、前記導電性線材の表皮部に前記窒素を含む部位を形成することを請求項1に記載の作用極の製造方法である。
The above-mentioned subject is achieved by the following present invention.
That is, the invention according to claim 1 of the present invention is a method for producing a working electrode having a structure in which a plurality of conductive wires each having titanium formed at least on the outermost periphery are knitted in a mesh shape, A working electrode comprising at least a step A for forming a site containing nitrogen on a skin portion of a conductive wire and a step B for forming a porous oxide semiconductor layer carrying a sensitizing dye. It is a manufacturing method.
The invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that the step A forms a portion containing nitrogen in the skin portion of the conductive wire by performing a heat treatment in a nitrogen atmosphere. 1. A method for producing a working electrode according to 1.
Further, in the invention according to claim 3 of the present invention, in the step A, the portion containing nitrogen is formed in the skin portion of the conductive wire using an ion implantation method. It is a manufacturing method of the working electrode of description.
Further, in the invention according to claim 4 of the present invention, in the step A, the working electrode according to claim 1 is characterized in that the portion containing nitrogen is formed in a skin portion of the conductive wire by using a sputtering method. It is a manufacturing method.

また、本発明の請求項5に係る発明は、少なくとも最外周部にチタンが形成されてなる複数の導電性線材が網目状に編まれてなる構造を有する作用極であって、前記導電性線材の表皮部に窒素を含む部位が形成されおり、その外周部に増感色素を担持させた多孔質酸化物半導体層が形成されていることを特徴とする作用極である。
さらに、本発明の請求項6に係る発明は、請求項5に記載された作用極と、前記作用極に対向して配された対極と、前記作用極と前記対極との間に封入された電解質とを備えてなることを特徴とする光電変換素子である。
The invention according to claim 5 of the present invention is a working electrode having a structure in which a plurality of conductive wires each having titanium formed at least on the outermost peripheral portion are knitted in a mesh shape, and the conductive wires In this working electrode, a part containing nitrogen is formed and a porous oxide semiconductor layer carrying a sensitizing dye is formed on the outer periphery thereof.
The invention according to claim 6 of the present invention is sealed between the working electrode according to claim 5, a counter electrode arranged to face the working electrode, and the working electrode and the counter electrode. It is a photoelectric conversion element characterized by including an electrolyte.

本発明は、光電変換素子の作用極の製造方法において、作用極を構成する少なくとも最外周部にチタンが形成されてなる導電性線材の表皮部に、窒素を含む部位を形成する工程を備えたことを特徴としている。この製造方法によって製造された作用極を備えた光電変換素子は、酸化チタン粒子上で励起された電子を効率よくチタンへ流入させることが可能となる。   The present invention provides a method for producing a working electrode of a photoelectric conversion element, comprising the step of forming a portion containing nitrogen in a skin portion of a conductive wire formed with titanium at least on the outermost peripheral portion constituting the working electrode. It is characterized by that. The photoelectric conversion element provided with the working electrode manufactured by this manufacturing method can efficiently flow electrons excited on the titanium oxide particles into titanium.

本発明に係る色素増感型光電変換素子の概略を示す平面図である。It is a top view which shows the outline of the dye-sensitized photoelectric conversion element which concerns on this invention. 図1のB−B断面に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB cross section of FIG. 本発明に係る色素増感型光電変換素子の作用極を構成する導電性線材の拡大図である。It is an enlarged view of the electroconductive wire which comprises the working electrode of the dye-sensitized photoelectric conversion element which concerns on this invention.

(実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は本発明の実施形態の光電変換素子を示す概略を示す平面図であり図2は図1のB−B線に沿う断面図である。図3は、作用極を構成する導電性線材の拡大図である。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view schematically illustrating a photoelectric conversion element according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the conductive wire constituting the working electrode.

図1の平面図および図2の断面図に示すように、本実施形態の光電変換素子1は、作用極3(3a)と、該作用極3と対面するように配置された対極4と、該作用極3と電気的に接続された集電部5と、前記作用極3および対極4を収容する袋体10とから構成されている。
作用極3は、複数の導電性線材31が網目状に編まれてなる、平面視矩形の布状構造(テキスタイル構造)を有している。導電性線材31は、重複部において互いが十分接触するように編まれている。
また、該作用極3は、平面視矩形の板状の対極4とセパレータ6を介して重ね合わされるように構成されている。
As shown in the plan view of FIG. 1 and the cross-sectional view of FIG. 2, the photoelectric conversion element 1 of this embodiment includes a working electrode 3 (3a), a counter electrode 4 disposed so as to face the working electrode 3, The current collector 5 is electrically connected to the working electrode 3, and a bag body 10 that houses the working electrode 3 and the counter electrode 4.
The working electrode 3 has a cloth structure (textile structure) having a rectangular shape in plan view, in which a plurality of conductive wires 31 are knitted in a mesh shape. The conductive wire 31 is knitted so that the overlapping portions are in sufficient contact with each other.
In addition, the working electrode 3 is configured to be overlapped with a plate-shaped counter electrode 4 having a rectangular shape in plan view and a separator 6.

テキスタイル構造の作用極3は、導電性を有する複数の導電性線材31と、導電性線材31の周囲に配され色素を担持した多孔質酸化物半導体層12とから構成されており、該多孔質酸化物半導体層12は、増感色素とともに電解質13をも含浸している。
本実施形態における導電性線材31は、Cu線をTiで被覆した金属線(以下、Ti被覆Cu線)である。Tiは、導電性線材31の耐食性を向上させるためにCu線を被覆している。
The working electrode 3 of the textile structure is composed of a plurality of conductive wires 31 having conductivity, and a porous oxide semiconductor layer 12 that is arranged around the conductive wires 31 and carries a dye. The oxide semiconductor layer 12 is impregnated with the electrolyte 13 together with the sensitizing dye.
The conductive wire 31 in the present embodiment is a metal wire obtained by coating a Cu wire with Ti (hereinafter, Ti-coated Cu wire). Ti covers the Cu wire in order to improve the corrosion resistance of the conductive wire 31.

対極4は、板状の導電性基材であり、セパレータ6を介して作用極3と重ね合わされている。また対極4は、集電部5と対となる引出電極4aを有しており、この引出電極4aは、対極4を袋部10内に収容した際、袋体10の外側に延出するように形成されている。なお、作用極3と対極4との絶縁が確保されていればセパレータ6は必要ではない。   The counter electrode 4 is a plate-like conductive base material, and is overlapped with the working electrode 3 through a separator 6. The counter electrode 4 has an extraction electrode 4 a that is paired with the current collector 5, and the extraction electrode 4 a extends outside the bag body 10 when the counter electrode 4 is accommodated in the bag portion 10. Is formed. The separator 6 is not necessary if the insulation between the working electrode 3 and the counter electrode 4 is ensured.

作用極3を構成する複数の導電性線材31の少なくとも一部は、作用極3より延長されることで集電用配線となっている。
集電部5は、延長された導電性線材31と、導電性を有する複数の外周線材51とから構成されている。外周線材51は線状をなしており、導電性線材31と網目状に編まれてなる布状集電部52を構成している。
布状集電部52にはTi箔53が重ねられ、スポット溶接により布状集電部52とTi箔53が電気的に接続されている。Ti箔53は、その一部が外部へ引き出されており、この部分より集電が可能となっている。
At least a part of the plurality of conductive wires 31 constituting the working electrode 3 is extended from the working electrode 3 to form a current collecting wiring.
The current collector 5 includes an extended conductive wire 31 and a plurality of outer peripheral wires 51 having conductivity. The outer peripheral wire 51 has a linear shape, and constitutes a cloth-like current collecting portion 52 formed by meshing with the conductive wire 31.
A Ti foil 53 is stacked on the cloth-shaped current collector 52, and the cloth-shaped current collector 52 and the Ti foil 53 are electrically connected by spot welding. A part of the Ti foil 53 is drawn to the outside, and current can be collected from this part.

袋体10内は電解質13で満たされており、袋体10の開口部は、接着剤によって封止されている。   The inside of the bag body 10 is filled with the electrolyte 13, and the opening of the bag body 10 is sealed with an adhesive.

そして、本発明の作用極3は、図3にその一部を符号3aで示すように、作用極3を構成する導電性線材31の表皮部に窒素を含む部位32が形成されていることを特徴としている。図3において、符号12は、多孔質酸化物半導体層であり、つまり、前記窒素を含む部位32は、導電性線材31の最外周部に形成されているチタン層と多孔質酸化物半導体層12との間に介在するように形成されている。
窒素を含む部位32としては、Ti被覆Cu線の表皮部全体に設けられたTiN膜が好ましい。TiN膜はTi被覆Cu線を熱処理し、Ti被覆Cu線の表皮部を改質することにより形成することができる。また、窒素を含む部位32は、Ti被覆Cu線の表皮部全体に形成されている必要はなく、例えばTiN膜が島状構造となっていてもよい。
The working electrode 3 according to the present invention has a portion 32 containing nitrogen in the skin portion of the conductive wire 31 constituting the working electrode 3 as shown in FIG. It is a feature. In FIG. 3, reference numeral 12 denotes a porous oxide semiconductor layer. That is, the nitrogen-containing portion 32 includes a titanium layer and a porous oxide semiconductor layer 12 formed on the outermost peripheral portion of the conductive wire 31. Between the two.
The portion 32 containing nitrogen is preferably a TiN film provided over the entire skin portion of the Ti-coated Cu wire. The TiN film can be formed by heat-treating a Ti-coated Cu wire and modifying the skin portion of the Ti-coated Cu wire. Moreover, the site | part 32 containing nitrogen does not need to be formed in the whole skin part of Ti covering Cu wire, for example, the TiN film | membrane may have an island-like structure.

作用極3を構成する導電性線材31に窒素を含む部位32が形成されていることによって、導電性線材31の最外周部に形成されているチタン層の露出部に自然酸化膜が形成されることがなくなる。よって、自然酸化膜によって、多孔質酸化物半導体層12で励起された電子が、導電性線材31のチタン層に流入する際、電子の流入が妨げられることがない。よって、多孔質酸化物半導体層12上で励起された電子を効率よく導電性線材31へ流入させることができる。   By forming the portion 32 containing nitrogen on the conductive wire 31 constituting the working electrode 3, a natural oxide film is formed on the exposed portion of the titanium layer formed on the outermost peripheral portion of the conductive wire 31. Nothing will happen. Therefore, when electrons excited in the porous oxide semiconductor layer 12 flow into the titanium layer of the conductive wire 31 by the natural oxide film, the flow of electrons is not hindered. Therefore, the electrons excited on the porous oxide semiconductor layer 12 can efficiently flow into the conductive wire 31.

以下、各構成要素について、詳細に説明する。
導電性線材31、および外周線材51は直径0.05mmのTi被覆Cu線である。以下、Ti被覆Cu線の製造方法の一例を記す。
まず、Tiを押出成型等によってパイプ状に形成すると共に、Cuを押出成型等によって線状に形成し、これらTiパイプとCu線を同時に走行させつつTi製パイプの内部にCu銅線を挿入し、これらを絞って、両者間を密着させて、Ti被覆Cu線を得る。
Hereinafter, each component will be described in detail.
The conductive wire 31 and the outer peripheral wire 51 are Ti-coated Cu wires having a diameter of 0.05 mm. Hereinafter, an example of a method for producing a Ti-coated Cu wire will be described.
First, Ti is formed into a pipe shape by extrusion molding or the like, and Cu is formed into a linear shape by extrusion molding or the like, and a Cu copper wire is inserted into the Ti pipe while running the Ti pipe and the Cu wire simultaneously. These are squeezed to bring them into close contact with each other to obtain a Ti-coated Cu wire.

導電性線材31、および外周線材51はTi被覆Cu線に限ることはなく、W被覆Cu線など、電解液に対し腐食性を有する線材も使用可能である。Ti被覆Al線など、導電率の高い線材も使用可能である。
このような線材の太さ(直径)は、例えば、10μm〜10mmとするのが好ましい。ただし、柔軟性を十分に発揮させるためには、基材の太さは細いほどよい。
The conductive wire 31 and the outer peripheral wire 51 are not limited to Ti-coated Cu wires, and wires that are corrosive to the electrolyte, such as W-coated Cu wires, can also be used. Wires with high conductivity such as Ti-coated Al wires can also be used.
The thickness (diameter) of such a wire is preferably 10 μm to 10 mm, for example. However, in order to fully exhibit flexibility, the thinner the substrate, the better.

上述したように、導電性線材31のうち、作用極3のテキスタイル構造をなす部分には、TiN膜が形成されている。
さらに、その外側には多孔質酸化物半導体層12が配されており、その表面には少なくとも一部に増感色素及び電解質13が担持されている。
多孔質酸化物半導体層12を形成する半導体は、酸化チタン(TiO)である。この酸化チタンの膜厚は約5μmとしたが、特に限定されるものではなく、例えば、1μm〜50μmであってよい。
多孔質酸化物半導体層12を形成する半導体としては酸化チタンに限ることはなく、一般に色素増感型太陽電池に用いられるものであれば、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニオブ(Nb)、酸化タングステン(WO)など様々な半導体電極が制限なく使用可能である。
As described above, a TiN film is formed on the portion of the conductive wire 31 that forms the textile structure of the working electrode 3.
Further, a porous oxide semiconductor layer 12 is disposed on the outside, and a sensitizing dye and an electrolyte 13 are supported at least partially on the surface.
The semiconductor that forms the porous oxide semiconductor layer 12 is titanium oxide (TiO 2 ). The thickness of the titanium oxide is about 5 μm, but is not particularly limited, and may be, for example, 1 μm to 50 μm.
The semiconductor that forms the porous oxide semiconductor layer 12 is not limited to titanium oxide, and is generally zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), oxidation, as long as it is used in dye-sensitized solar cells. Various semiconductor electrodes such as zinc (ZnO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and tungsten oxide (WO 3 ) can be used without limitation.

増感色素としては、例えば、N719、N3、ブラックダイなどのルテニウム錯体、ポルフィリン、フタロシアニン等の含金属錯体をはじめ、エオシン、ローダミン、メロシアニン等の有機色素などを適用することができ、これらの中から用途、使用半導体に適した励起挙動をとるものを適宜選択すれば良い。   Examples of the sensitizing dye include ruthenium complexes such as N719, N3, and black dye, metal-containing complexes such as porphyrin and phthalocyanine, and organic dyes such as eosin, rhodamine, and merocyanine. From the above, it is only necessary to appropriately select one having an excitation behavior suitable for the application and the semiconductor used.

多孔質酸化物半導体層12内には、電解液が含浸されており、この電解液も前記電解質13の一部を構成している。この場合、多孔質酸化物半導体層12内の電解質13は、多孔質酸化物半導体層12内に電解液を含浸させてなるものか、または、多孔質酸化物半導体層12内に電解液を含浸させた後に、この電解液を適当なゲル化剤を用いてゲル化(擬固体化)して、多孔質酸化物半導体層12と一体に形成されてなるもの、あるいは、イオン液体をベースとしたもの、さらには、酸化物半導体粒子及び導電性粒子を含むゲル状の電解質などが用いられる。   The porous oxide semiconductor layer 12 is impregnated with an electrolytic solution, and this electrolytic solution also constitutes a part of the electrolyte 13. In this case, the electrolyte 13 in the porous oxide semiconductor layer 12 is formed by impregnating the porous oxide semiconductor layer 12 with the electrolytic solution, or impregnating the porous oxide semiconductor layer 12 with the electrolytic solution. Then, the electrolytic solution is gelled (pseudo-solidified) using an appropriate gelling agent and formed integrally with the porous oxide semiconductor layer 12, or based on an ionic liquid. Further, a gel electrolyte containing oxide semiconductor particles and conductive particles is used.

上記電解液としては、ヨウ素、ヨウ化物イオン、ターシャリーブチルピリジンなどの電解質成分が、エチレンカーボネートやメトキシアセトニトリルなどの有機溶媒やイオン液体に溶解されてなるものが用いられる。
この電解液をゲル化する際に用いられるゲル化剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などが挙げられる。
また、揮発性電解質溶液に代えて、一般に色素増感型太陽電池に用いられるものであれば、溶媒がイオン液体であるものやゲル化したものだけではなく、p型無機半導体や有機ホール輸送層といった固体であっても制限なく使用可能である。
As said electrolyte solution, what melt | dissolved electrolyte components, such as an iodine, iodide ion, and tertiary butyl pyridine, in organic solvents and ionic liquids, such as ethylene carbonate and methoxyacetonitrile, is used.
Examples of the gelling agent used for gelling the electrolytic solution include polyvinylidene fluoride, a polyethylene oxide derivative, and an amino acid derivative.
Moreover, if it replaces with a volatile electrolyte solution and is generally used for a dye-sensitized solar cell, not only what a solvent is an ionic liquid or the gelatinized thing but a p-type inorganic semiconductor and an organic hole transport layer Even solids such as these can be used without limitation.

上記イオン液体としては、特に限定されるものではないが、室温で液体であり、例えば、四級化された窒素原子を有する化合物をカチオンとした常温溶融塩が挙げられる。
常温溶融塩のカチオンとしては、四級化イミダゾリウム誘導体、四級化ピリジニウム誘導体、四級化アンモニウム誘導体などが挙げられる。
常温溶融塩のアニオンとしては、BF ,PF ,(HF) 、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド[N(CFSO ]、ヨウ化物イオンなどが挙げられる。
イオン液体の具体例としては、四級化イミダゾリウム系カチオンとヨウ化物イオンまたはビストリフルオロメチルスルホニルイミドイオンなどからなる塩類を挙げることができる。
Although it does not specifically limit as said ionic liquid, It is a liquid at room temperature, For example, the normal temperature molten salt which used the compound which has the quaternized nitrogen atom as a cation is mentioned.
Examples of the cation of the room temperature molten salt include quaternized imidazolium derivatives, quaternized pyridinium derivatives, and quaternized ammonium derivatives.
Examples of the anion of the room temperature molten salt include BF 4 , PF 6 , (HF) n , bistrifluoromethylsulfonylimide [N (CF 3 SO 2 ) 2 ], and iodide ions.
Specific examples of the ionic liquid include salts composed of quaternized imidazolium-based cations and iodide ions or bistrifluoromethylsulfonylimide ions.

上記酸化物半導体粒子としては、物質の種類や粒子サイズなどは特に限定されるものではないが、イオン液体を主体とする電解液との混和性に優れ、この電解液をゲル化させるようなものが用いられる。また、酸化物半導体粒子は、電解質13の半導電性を低下させることがなく、電解質13に含まれる他の共存成分に対する科学的安定性に優れることが必要である。特に、電解質13がヨウ素/ヨウ化物イオンや、臭素/臭化物イオンなどの酸化還元対を含む場合であっても、酸化物半導体粒子は、酸化反応による劣化を生じないものが好ましい。   The oxide semiconductor particles are not particularly limited in terms of the type and particle size of the substance, but are excellent in miscibility with an electrolyte mainly composed of an ionic liquid and gel the electrolyte. Is used. In addition, the oxide semiconductor particles are required to have excellent scientific stability against other coexisting components contained in the electrolyte 13 without reducing the semiconductivity of the electrolyte 13. In particular, even when the electrolyte 13 includes a redox pair such as iodine / iodide ions or bromine / bromide ions, the oxide semiconductor particles are preferably those that do not deteriorate due to an oxidation reaction.

このような酸化物半導体粒子としては、TiO、SnO、SiO、ZnO、Nb、In、ZrO、Al、WO、SrTiO、Ta、La、Y、Ho、Bi、CeOからなる群から選択される1種または2種以上の混合物が好ましく、その平均粒径は2nm〜1000nm程度が好ましい。 Examples of such oxide semiconductor particles include TiO 2 , SnO 2 , SiO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 , In 2 O 3 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , WO 3 , SrTiO 3 , Ta 2 O 5 , One or a mixture of two or more selected from the group consisting of La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Bi 2 O 3 , CeO 2 is preferable, and the average particle size is about 2 nm to 1000 nm. preferable.

上記導電性微粒子としては、導電体や半導体など、導電性を有する粒子が用いられる。
また、導電性粒子の種類や粒子サイズなどは特に限定されるものではないが、イオン液体を主体とする電解液との混和性に優れ、この電解液をゲル化するようなものが用いられる。さらに、電解質13に含まれる他の共存成分に対する化学的安定性に優れることが必要である。
特に、電解質13がヨウ素/ヨウ化物イオンや、臭素/臭化物イオンなどの酸化還元対を含む場合であっても、酸化反応による劣化を生じないものが好ましい。
As the conductive fine particles, conductive particles such as a conductor and a semiconductor are used.
Further, the type and particle size of the conductive particles are not particularly limited, and those that are excellent in miscibility with an electrolytic solution mainly composed of an ionic liquid and that gel the electrolytic solution are used. Furthermore, it is necessary to be excellent in chemical stability against other coexisting components contained in the electrolyte 13.
In particular, even when the electrolyte 13 includes a redox pair such as iodine / iodide ions or bromine / bromide ions, an electrolyte that does not deteriorate due to an oxidation reaction is preferable.

このような導電性微粒子としては、カーボンを主体とする物質からなるものが挙げられ、具体例としては、カーボンナノチューブ、カーボンファイバ、カーボンブラックなどの粒子を例示できる。これらの物質の製造方法はいずれも公知であり、また、市販品を用いることもできる。   Examples of such conductive fine particles include those composed mainly of carbon, and specific examples include particles such as carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon black. All methods for producing these substances are known, and commercially available products can also be used.

対極4は、導電性を有する板状をなし、その表面が不導態となる厚み0.1mmのTi板から構成される。また、対極4は、表面にPtからなる触媒膜(不図示)を有している。なお、集電のため、端部に引出電極4aが設けられている。
作用極3と対極4との間には、作用極3と対極4との短絡を防止するために、非導電性の材料からなる、厚さ20μmのセパレータ6が挿入されている。
The counter electrode 4 is formed of a Ti plate having a thickness of 0.1 mm that has a conductive plate shape and the surface thereof is nonconductive. The counter electrode 4 has a catalyst film (not shown) made of Pt on the surface. In addition, the extraction electrode 4a is provided in the edge part for current collection.
In order to prevent a short circuit between the working electrode 3 and the counter electrode 4, a separator 6 made of a nonconductive material and having a thickness of 20 μm is inserted between the working electrode 3 and the counter electrode 4.

作用極3、対極4、およびセパレータ6を収容する袋体10は、PET、またはPEN(ポリエチレンナフタレート)からなる材料によって形成されている。該袋体10に用いられる材料としては、PET、PENに限ることはなく、透光性を有し、電解液に耐えられる材料であれば、適宜変更可能である。   The bag 10 that accommodates the working electrode 3, the counter electrode 4, and the separator 6 is formed of a material made of PET or PEN (polyethylene naphthalate). The material used for the bag body 10 is not limited to PET and PEN, and can be appropriately changed as long as the material has translucency and can withstand the electrolytic solution.

(作用極の製造方法)
以下、本発明に係る作用極3の製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法では、まず、所定本数の導電性線材31(Ti被覆Cu線)を網目状に編むことで、テキスタイル構造とする。次いで、このテキスタイル構造とした複数本の導電性線材31を洗浄する。この洗浄は、Ti被覆Cu線のTi表面に自然に形成された酸化膜を除去するためのものである。
酸化膜は、薬液によって除去する。薬液としてはフッ酸が好ましいが、酸化膜を除去することができる液体であれば、例えば塩酸などを使用してもよい。
また、薬液による化学的除去に限らず、Ti上の酸化膜を除去することができるのであれば、洗浄(除去)方法は問わない。例えば、ブラスト法など機械的に除去する方法を採用してもよい。
(Method for manufacturing working electrode)
Hereinafter, the manufacturing method of the working electrode 3 according to the present invention will be described.
In the manufacturing method of this embodiment, first, a textile structure is formed by knitting a predetermined number of conductive wires 31 (Ti-coated Cu wires) in a mesh shape. Next, the plurality of conductive wires 31 having the textile structure are washed. This cleaning is for removing the oxide film naturally formed on the Ti surface of the Ti-coated Cu wire.
The oxide film is removed with a chemical solution. Hydrofluoric acid is preferable as the chemical solution, but hydrochloric acid or the like may be used, for example, as long as it can remove the oxide film.
Further, the cleaning (removal) method is not limited as long as the oxide film on Ti can be removed without being limited to chemical removal by a chemical solution. For example, a mechanical removal method such as a blast method may be employed.

次に、洗浄後のテキスタイル構造の導電性線材31を窒素雰囲気の炉内で500℃まで昇温させた状態で3時間熱処理を行う。この熱処理により、窒素(N)がTi被覆Cu線の表面のTi内に拡散することでTiNが生成され、TiN膜(窒素を含む部位)32が形成される。上記TiN膜32は、Nが均一に含まれるだけではなく、Nが不均一に含まれているものも含み、本発明においては、これらを併せてTiN膜32と呼ぶ。   Next, heat treatment is performed for 3 hours in a state where the conductive wire 31 having a textile structure after washing is heated to 500 ° C. in a furnace in a nitrogen atmosphere. With this heat treatment, nitrogen (N) diffuses into Ti on the surface of the Ti-coated Cu wire, thereby generating TiN and forming a TiN film (site containing nitrogen) 32. The TiN film 32 includes not only uniformly containing N but also non-uniformly containing N. In the present invention, these are collectively referred to as the TiN film 32.

熱処理後、前記炉から導電性線材31を取り出し、導電性線材31の表面が黄色になっていることを確認する。これにより、導電性線材31の表皮部が改質され、導電性線材31の当所表面の内側にTiN膜32が形成されていることを確認することができる。   After the heat treatment, the conductive wire 31 is taken out from the furnace, and it is confirmed that the surface of the conductive wire 31 is yellow. Thereby, it can be confirmed that the skin portion of the conductive wire 31 is modified and the TiN film 32 is formed on the inside of the surface of the conductive wire 31.

TiN膜32の形成方法としては、上記窒素雰囲気中の熱処理に限ることはなく、例えば、スパッタリング法を用いて形成してもよい。スパッタリング法によるTiN膜の形成は、ターゲットとしてTi円板を備えたスパッタリング装置(例えば、直流マグネトロンスパッタリング装置)を使用し、窒素を混合したスパッタリングガスを用いてスパッタリングを行う。これにより、導電性線材31の当所表面より外側にTiN膜32が形成される。   The formation method of the TiN film 32 is not limited to the heat treatment in the nitrogen atmosphere, and may be formed by using, for example, a sputtering method. The TiN film is formed by sputtering using a sputtering apparatus (for example, a direct current magnetron sputtering apparatus) including a Ti disk as a target, and sputtering is performed using a sputtering gas mixed with nitrogen. As a result, the TiN film 32 is formed outside the surface of the conductive wire 31.

また、イオン打ち込み法を用いて導電性線材31の表皮部を改質することによって、TiN膜32を形成することもできる。TiN膜32は、導電性線材31の当所表面より内側に形成される。   Further, the TiN film 32 can be formed by modifying the skin portion of the conductive wire 31 using the ion implantation method. The TiN film 32 is formed on the inner side of the surface of the conductive wire 31.

次に、この導電性線材31にTiOペースト(触媒化成製、PST-21NR)をスキージ法により塗布し、電気炉にて500℃、1時間焼結した。焼結後のTiOの膜厚はおよそ15μmであった。 Next, TiO 2 paste (catalyst conversion, PST-21NR) was applied to the conductive wire 31 by a squeegee method, and sintered in an electric furnace at 500 ° C. for 1 hour. The film thickness of TiO 2 after sintering was approximately 15 μm.

上記導電性線材31を120℃のオーブン中で10分間保持することによって、吸着した水を蒸発させた後、ルテニウム色素(Solaronix社製、RutheAlum535-bisTBA、一般にはN719と呼ばれる)の0.3mM、アセトニトリル/tert-ブタノール=1:1溶液に浸漬し、室温で24時間放置してTiO表面に色素を担持した。色素溶液から引き上げた後、上記混合溶媒で洗浄し、これを作用極3とした。 After the adsorbed water is evaporated by holding the conductive wire 31 in an oven at 120 ° C. for 10 minutes, 0.3 mM of a ruthenium dye (Solaronix, RutheAlum535-bisTBA, generally called N719), It was immersed in an acetonitrile / tert-butanol = 1: 1 solution and allowed to stand at room temperature for 24 hours to carry the dye on the TiO 2 surface. After lifting from the dye solution, it was washed with the above mixed solvent, and this was used as working electrode 3.

(実施例)
図1に示す構造の色素増感型光電変換素子1を作製した。
まず、直径0.050mmまで伸線したTi被覆Cu線を、織機により密な平織り構造のテキスタイル構造に製織した。縦横のTi被覆Cu線が織り重ねられる矩形部分(テキスタイル部、作用極3を構成する部分)のサイズは10cm×10cmとし、Ti被覆Cu線の本数は縦横それぞれ1500〜2000本とした。一方、集電極は、その幅が1cmとなるように構成した。
(Example)
A dye-sensitized photoelectric conversion element 1 having the structure shown in FIG. 1 was produced.
First, a Ti-coated Cu wire drawn to a diameter of 0.050 mm was woven into a dense plain weave textile structure using a loom. The size of the rectangular part (textile part, the part constituting the working electrode 3) on which the vertical and horizontal Ti-coated Cu wires are woven is 10 cm × 10 cm, and the number of Ti-coated Cu wires is 1500 to 2000 in the vertical and horizontal directions. On the other hand, the collector electrode was configured to have a width of 1 cm.

上記テキスタイル部に、前記方法によって、TiN膜32、および色素を担持した多孔質酸化物半導体層12を形成した。   The TiN film 32 and the porous oxide semiconductor layer 12 carrying the dye were formed on the textile part by the above method.

集電極には、Ti箔53を抵抗溶接法にて溶接した。集電極とTi箔53とは、連続的に溶接されていることが好ましい。例えば、スポット溶接を多点で行ったもの、またはシーム溶接を行ったもの等が好ましい。また、レーザー溶接を使用してもよい。   A Ti foil 53 was welded to the collector electrode by resistance welding. The collector electrode and the Ti foil 53 are preferably continuously welded. For example, a spot welded multi-point or a seam welded one is preferable. Laser welding may also be used.

次に、上記集電極に保護部54を形成した。保護部54は、樹脂により形成されており、集電極を樹脂中に含浸させることにより形成した。樹脂は、電解液に耐えることができ、かつ、チタンとの接着性を有するものであることが要求される。具体的には、ポリイミド、フッ素樹脂、またはPET樹脂等を挙げることができる。なお、含浸の際には、真空中で脱泡を行、樹脂が完全に集電部の構造に浸み込むようにした。
また、樹脂に含浸させることなく、低粘度の接着剤を塗布することで代替としてもよい。ただし、酸化チタンを色素中に浸漬する前に酸化チタン表層に吸着した水分子を蒸発させるため、120℃で乾燥処理を行うので、その温度に耐えることができる樹脂が好ましい。
Next, a protective part 54 was formed on the collector electrode. The protection part 54 is made of resin, and is formed by impregnating a collecting electrode in the resin. The resin is required to withstand the electrolytic solution and to have adhesiveness with titanium. Specific examples include polyimide, fluororesin, and PET resin. During impregnation, defoaming was performed in a vacuum so that the resin completely penetrated into the structure of the current collector.
Alternatively, a low-viscosity adhesive may be applied without impregnating the resin. However, since the water molecules adsorbed on the titanium oxide surface layer are evaporated before the titanium oxide is immersed in the pigment, a drying process is performed at 120 ° C., and therefore a resin that can withstand that temperature is preferable.

一方、対極6は、10cm×10cm、厚さ0.1mmのTi箔に対して、三元RFスパッタ装置を用いてPtを蒸着させたものとした。Ptの厚みは200nmとした。また、集電のため、対極4には、引出電極4aを設けた。
作用極3と対極4とは、厚さ20μmのポリオレフィン(旭化成ケミカルズ、ハイポア)からなるセパレータ10を介して重ね合わせた。
On the other hand, the counter electrode 6 was obtained by depositing Pt on a Ti foil having a size of 10 cm × 10 cm and a thickness of 0.1 mm using a ternary RF sputtering apparatus. The thickness of Pt was 200 nm. In order to collect current, the counter electrode 4 was provided with an extraction electrode 4a.
The working electrode 3 and the counter electrode 4 were superposed via a separator 10 made of polyolefin (Asahi Kasei Chemicals, Hypore) having a thickness of 20 μm.

上記、作用極3、対極4、およびセパレータ6収納するための袋体10を作製した。袋体10は、作用極3、対極4、およびセパレータ6を収納することができれば、小さい方が好ましい。また、袋体10として用いる材料としては、透光性を有し、電解液に耐えられるものが好ましい。   The bag 10 for housing the working electrode 3, the counter electrode 4, and the separator 6 was produced. If the bag body 10 can accommodate the working electrode 3, the counter electrode 4, and the separator 6, the smaller one is preferable. Moreover, as a material used as the bag body 10, what has translucency and can endure electrolyte solution is preferable.

電解液は、メトキシプロピオニトリル(MPN)10mL中に、I2を0.3777g(0.15M)、DMPImIを2.128g(0.8M)、GuSCNを0.1182g(0.1M)、NMBIを0.6609g(0.5M)溶解して作製した。   In 10 mL of methoxypropionitrile (MPN), the electrolyte was 0.3777 g (0.15 M) of I2, 2.128 g (0.8 M) of DMPImI, 0.1182 g (0.1 M) of GuSCN, and NMBI. It was prepared by dissolving 0.6609 g (0.5 M).

次に、袋体10に作用極3、対極4、およびセパレータ6を挿入した。挿入後、袋体10内に電解液を注入し、作用極3の集電部5、および対極4の引出電極4aを袋体10の外部に延在させた状態で、袋体10の開口部を封止した。封止には、接着剤を用いたが、接着剤の材料としては、電解液に耐え、袋体14およびTiとの良好な接着力が得られる物が好ましい。   Next, the working electrode 3, the counter electrode 4, and the separator 6 were inserted into the bag body 10. After the insertion, the electrolytic solution is injected into the bag body 10, and the opening of the bag body 10 with the current collector 5 of the working electrode 3 and the extraction electrode 4 a of the counter electrode 4 extending outside the bag body 10. Was sealed. Although an adhesive was used for sealing, the material of the adhesive is preferably a material that can withstand the electrolytic solution and obtain a good adhesive force with the bag body 14 and Ti.

以上のようにして作製された各色素増感型光電変換素子に対して、ソーラーシミュレータ(AM1.5、100mW/cm2)を用いて光を照射し、電流電位曲線を測定し、その光電変換効率を求めた。この光電変換素子の変換効率は、4.6%であった。   Each dye-sensitized photoelectric conversion element manufactured as described above is irradiated with light using a solar simulator (AM1.5, 100 mW / cm2), a current-potential curve is measured, and the photoelectric conversion efficiency thereof Asked. The conversion efficiency of this photoelectric conversion element was 4.6%.

(比較例)
作用極を構成する導電性線材に対して、窒素雰囲気下で熱処理を行う工程を行わない製造方法で、光電変換素子を作製した。よって、導電性線材の周囲にはTiN膜は形成されていない。
この工程を除いて、本発明の実施形態と同様の製造方法で、光電変換素子を作製した。この光電変換素子の変換効率は、3.2%であった。
(Comparative example)
The photoelectric conversion element was produced with the manufacturing method which does not perform the process which heat-processes in the nitrogen atmosphere with respect to the electroconductive wire which comprises a working electrode. Therefore, no TiN film is formed around the conductive wire.
Except for this step, a photoelectric conversion element was produced by the same production method as in the embodiment of the present invention. The conversion efficiency of this photoelectric conversion element was 3.2%.

以上の結果より、TiN膜を形成することによって、光電変換素子の発電効率が向上することがわかった。これは、チタンに形成される自然酸化膜と比較して、TiN膜の方がより電子を流しやすいため、酸化チタンで励起された電子がTiN膜を通過して、効率よくチタンに流入したためであると考えられる。   From the above results, it was found that the power generation efficiency of the photoelectric conversion element was improved by forming the TiN film. This is because the TiN film allows electrons to flow more easily than the natural oxide film formed on titanium, so that the electrons excited by the titanium oxide efficiently flow into the titanium through the TiN film. It is believed that there is.

本発明は、金属線を電極に用いた光電変換素子に広く適用可能である。   The present invention is widely applicable to photoelectric conversion elements using metal wires as electrodes.

1…色素増感型光電変換素子、2…発電部、3…作用極、4…対極、5…集電部、6…セパレータ、10…袋体、12…多孔質酸化物半導体層、13…電解質、31…導電性線材、32…窒素を含む部位。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dye-sensitized photoelectric conversion element, 2 ... Power generation part, 3 ... Working electrode, 4 ... Counter electrode, 5 ... Current collection part, 6 ... Separator, 10 ... Bag body, 12 ... Porous oxide semiconductor layer, 13 ... Electrolyte, 31 ... conductive wire, 32 ... site containing nitrogen.

Claims (6)

少なくとも最外周部にチタンが形成されてなる複数の導電性線材が網目状に編まれてなる構造を有する作用極の製造方法であって、
前記導電性線材の表皮部に、窒素を含む部位を形成する工程Aと、
増感色素を担持させた多孔質酸化物半導体層を形成する工程Bと、を少なくとも備えたことを特徴とする作用極の製造方法。
A method of manufacturing a working electrode having a structure in which a plurality of conductive wires formed of titanium at least on the outermost periphery is knitted in a mesh shape,
Forming a portion containing nitrogen in the skin portion of the conductive wire; and
And a step B of forming a porous oxide semiconductor layer carrying a sensitizing dye, and a method for producing a working electrode, comprising:
前記工程Aは、窒素雰囲気下において熱処理を施すことによって、前記導電性線材の表皮部に窒素を含む部位を形成することを特徴とする請求項1に記載の作用極の製造方法。   The method for manufacturing a working electrode according to claim 1, wherein the step A forms a portion containing nitrogen in a skin portion of the conductive wire by performing a heat treatment in a nitrogen atmosphere. 前記工程Aは、イオン打ち込み法を用いて、前記導電性線材の表皮部に前記窒素を含む部位を形成することを特徴とする請求項1に記載の作用極の製造方法。   The method of manufacturing a working electrode according to claim 1, wherein the step A uses an ion implantation method to form a portion containing the nitrogen in a skin portion of the conductive wire. 前記工程Aは、スパッタリング法を用いて、前記導電性線材の表皮部に前記窒素を含む部位を形成することを請求項1に記載の作用極の製造方法。   The method for producing a working electrode according to claim 1, wherein the step A uses a sputtering method to form a portion containing the nitrogen in a skin portion of the conductive wire. 少なくとも最外周部にチタンが形成されてなる複数の導電性線材が網目状に編まれてなる構造を有する作用極であって、
前記導電性線材の表皮部に窒素を含む部位が形成されおり、その外周部に増感色素を担持させた多孔質酸化物半導体層が形成されていることを特徴とする作用極。
A working electrode having a structure in which a plurality of conductive wires formed of titanium at least on the outermost periphery is knitted in a mesh shape,
A working electrode characterized in that a portion containing nitrogen is formed in the skin portion of the conductive wire, and a porous oxide semiconductor layer carrying a sensitizing dye is formed on the outer peripheral portion thereof.
請求項5に記載された作用極と、
前記作用極に対向して配された対極と、
前記作用極と前記対極との間に封入された電解質とを備えてなることを特徴とする光電変換素子。
A working electrode according to claim 5;
A counter electrode disposed opposite to the working electrode;
A photoelectric conversion element comprising an electrolyte sealed between the working electrode and the counter electrode.
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