JP2011142028A5 - - Google Patents
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次に、上記透明電極１の表面に、すなわちバッファ層５の表面に光触媒膜４を形成する方法について説明しておく。
すなわち、光触媒微粒子である酸化チタンをその前駆体である金属アルコキシド（チタンアルコキシドである）溶液に混合してなる混合溶液を、バッファ層５の表面に均一にスプレーにより塗布した後、この塗布膜にレーザ光を照射し（つまり、塗布面側から照射し）焼結させて酸化物半導体層４１を形成する。そして、この酸化物半導体層４１を光増感色素４２を含む浸漬液に浸し、同色素を吸着させた後、乾燥させる。この後、さらに焼成を行うのが好ましい。なお、光増感色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や鉄錯体、ポルフィリン系やフタロシアニン系の金属錯体、さらにはエオシン、ローダミン、メロシアニン、クマリンなどの有機色素を用いることができる。
すなわち、光触媒微粒子である酸化チタンをその前駆体である金属アルコキシド（チタンアルコキシドである）溶液に混合してなる混合溶液を、バッファ層５の表面に均一にスプレーにより塗布した後、この塗布膜にレーザ光を照射し（つまり、塗布面側から照射し）焼結させて酸化物半導体層４１を形成する。そして、この酸化物半導体層４１を光増感色素４２を含む浸漬液に浸し、同色素を吸着させた後、乾燥させる。この後、さらに焼成を行うのが好ましい。なお、光増感色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や鉄錯体、ポルフィリン系やフタロシアニン系の金属錯体、さらにはエオシン、ローダミン、メロシアニン、クマリンなどの有機色素を用いることができる。
なお、光触媒膜４の形成に際しても、レーザ光を用いて瞬時に焼結を行うので、バッファ層の形成時と同様に、透明電極１が全体的に高温になるのが防止される。
ここで、上記色素増感太陽電池の概略組立作業を図３に基づき説明すると、まず上述したように、透明電極１の表面にアルコール溶液に金属アルコキシドを０．０３〜５質量％含ませてなる混合溶液をスピンコート法により供給し塗布した後、レーザ光により焼結させてバッファ層５を形成し、次にこのバッファ層５が形成された透明電極１のバッファ層５側表面に光触媒膜４を同様に形成し、さらにこの光触媒膜４が形成された透明電極１と対向電極２とを位置合わせした後、両電極１，２間を熱融着フィルムなどの封止材６により密封し、そして透明電極１または対向電極２に予め設けておいた孔や隙間から、液体の電解質を両電極１，２間に注入することにより、電解質層３を設ければよい。
ここで、上記色素増感太陽電池の概略組立作業を図３に基づき説明すると、まず上述したように、透明電極１の表面にアルコール溶液に金属アルコキシドを０．０３〜５質量％含ませてなる混合溶液をスピンコート法により供給し塗布した後、レーザ光により焼結させてバッファ層５を形成し、次にこのバッファ層５が形成された透明電極１のバッファ層５側表面に光触媒膜４を同様に形成し、さらにこの光触媒膜４が形成された透明電極１と対向電極２とを位置合わせした後、両電極１，２間を熱融着フィルムなどの封止材６により密封し、そして透明電極１または対向電極２に予め設けておいた孔や隙間から、液体の電解質を両電極１，２間に注入することにより、電解質層３を設ければよい。
そして、静電スプレー法による塗布膜の形成後、レーザ光を照射して焼結を行い、厚さが６〜７ｎｍ程度のバッファ層５を得た。
上述した実施の形態２の形成方法にてバッファ層を形成したものを用いて、膜厚が数μｍ程度の６ｍｍ角の色素増感太陽電池を作製すると、ＡＭが１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の標準光源照射により電力変換効率を計測した結果、電流密度は７．２７ｍＡ／ｃｍ２、開放電圧は０．７６Ｖ、フィルファクタは０．７４、変換効率は３．９６％であった。なお、バッファ層を形成しない場合は、実施の形態１の実施例２で説明した通りである。
上述した実施の形態２の形成方法にてバッファ層を形成したものを用いて、膜厚が数μｍ程度の６ｍｍ角の色素増感太陽電池を作製すると、ＡＭが１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の標準光源照射により電力変換効率を計測した結果、電流密度は７．２７ｍＡ／ｃｍ２、開放電圧は０．７６Ｖ、フィルファクタは０．７４、変換効率は３．９６％であった。なお、バッファ層を形成しない場合は、実施の形態１の実施例２で説明した通りである。
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