JP2011192622A - Dye-sensitized solar cell - Google Patents

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    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive base material for a dye-sensitized solar cell and a transparent conductive material for the dye-sensitized solar cell, having a high corrosion resistance against iodine ions in an electrolyte layer, capable of preventing degradation of a curvature factor and a conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell, and capable of attaining a high power generation efficiency, when used as an electrode base material for the dye-sensitized solar cell, and provide a dye-sensitized solar cell and a dye-sensitized solar cell module in which these base material are used. <P>SOLUTION: The conductive base material for a dye-sensitized solar cell has a first metal layer made of metal having a specific resistance of 6x10<SP>-6</SP>Ω m or less and a second metal layer which is formed on the first metal layer and is constituted of one among Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, Pt and moreover, has a thickness of 500 nm or less. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、色素増感型太陽電池用導電基材、色素増感型太陽電池用透明性導電基材、色素増感型太陽電池、および色素増感型太陽電池モジュールに関するものである。   The present invention relates to a conductive substrate for dye-sensitized solar cells, a transparent conductive substrate for dye-sensitized solar cells, a dye-sensitized solar cell, and a dye-sensitized solar cell module.

近年、二酸化炭素の増加が原因とされる地球温暖化等の環境問題が深刻となり、世界的にその対策が進められている。中でも環境に対する負荷が小さく、クリーンなエネルギー源として、太陽光エネルギーを利用した太陽電池に関する積極的な研究開発が進められている。このような太陽電池としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、および化合物半導体太陽電池などが既に実用化されているが、これらの太陽電池は製造コストが高い等の問題がある。そこで、環境負荷が小さく、かつ製造コストを削減できる太陽電池として、色素増感型太陽電池が注目され、研究開発が進められている。   In recent years, environmental problems such as global warming caused by an increase in carbon dioxide have become serious, and countermeasures are being promoted worldwide. In particular, active research and development on solar cells using solar energy as a clean energy source with a low environmental impact is underway. As such solar cells, single crystal silicon solar cells, polycrystalline silicon solar cells, amorphous silicon solar cells, compound semiconductor solar cells and the like have already been put into practical use, but these solar cells have high production costs, etc. There is a problem. Therefore, as a solar cell that has a small environmental load and can reduce the manufacturing cost, a dye-sensitized solar cell has been attracting attention and research and development have been promoted.

色素増感型太陽電池の一般的な構成の一例を図9に示す。図9に例示するように、一般的な色素増感型太陽電池100は、電極としての機能を備えた第1電極基材111、および第1電極基材111上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、電極としての機能を備えた第2電極基材121、および第2電極基材121上に形成された触媒層122を有する対極基板120とが、多孔質層112および触媒層122が対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板120の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成され、色素増感型太陽電池100の端部がシール剤104により封止された構成を有するものである。そして、多孔質層112における金属酸化物半導体微粒子の表面に吸着した色素増感剤が、第1電極基材111側から太陽光を受光することによって励起され、励起された電子が第1電極基材111へ伝導し、外部回路を通じて第2電極基材121へ伝導される。その後、酸化還元対を介して色素増感剤の基底準位に電子が戻ることによって発電するものである。なお、図9においては、第1電極基材111として、透明性を有する第1基材111b上に透明電極層111aが形成されている電極基材を用い、第2電極基材121として透明性を有する第2基材121b上に透明電極層121aが形成されている電極基材を用いた例を示しているが、色素増感型太陽電池においては、太陽光は第1電極基材または第2電極基材のいずれか一方の側から受光されるため、いずれか一方の電極基材が透明性を有する基材であればよい。   An example of a general configuration of the dye-sensitized solar cell is shown in FIG. As illustrated in FIG. 9, a general dye-sensitized solar cell 100 is formed on a first electrode substrate 111 having a function as an electrode, and the first electrode substrate 111, and the dye-sensitizer. Formed on the oxide semiconductor electrode substrate 110 having the porous layer 112 containing the metal oxide semiconductor fine particles supported thereon, the second electrode base material 121 having a function as an electrode, and the second electrode base material 121 The counter electrode 120 having the formed catalyst layer 122 is disposed so that the porous layer 112 and the catalyst layer 122 face each other, and the electrolyte includes a redox pair between the oxide semiconductor electrode substrate 110 and the counter electrode substrate 120. The layer 103 is formed, and the end of the dye-sensitized solar cell 100 is sealed with the sealant 104. The dye sensitizer adsorbed on the surface of the metal oxide semiconductor fine particles in the porous layer 112 is excited by receiving sunlight from the first electrode substrate 111 side, and the excited electrons are converted into the first electrode group. Conducted to the material 111 and conducted to the second electrode substrate 121 through an external circuit. Thereafter, electricity is generated by returning the electrons to the ground level of the dye sensitizer via the redox couple. In FIG. 9, as the first electrode substrate 111, an electrode substrate in which the transparent electrode layer 111 a is formed on the transparent first substrate 111 b is used, and the second electrode substrate 121 is transparent. In the dye-sensitized solar cell, sunlight is used as the first electrode substrate or the second electrode substrate, in which the transparent electrode layer 121a is formed on the second substrate 121b. Since light is received from one side of the two-electrode base material, any one of the electrode base materials may be a base material having transparency.

また近年、上述した色素増感型太陽電池の大面積化の要望が高まっており、上記第1電極基材または第2電極基材等に用いられる電極層に金属基材を適用することで、大面積素子においても電気の取り出し効率を高めようという試みがなされている。しかしながら、上記色素増感型太陽電池の電解質層にはヨウ化物イオンを含む電解質が使用されるため、上記電極層としては、ヨウ化物イオンに対して長期間安定して優れた耐腐食性を有する金属基材を用いる必要がある。このような金属基材として、チタン基材を挙げることができるが、チタン基材を色素増感型太陽電池の電極層に用いた場合は、製造コストが高くなるといった問題があった。   In recent years, there has been an increasing demand for a large area of the above-described dye-sensitized solar cell, and by applying a metal substrate to the electrode layer used for the first electrode substrate or the second electrode substrate, Attempts have been made to increase the electricity extraction efficiency even in large-area devices. However, since an electrolyte containing iodide ions is used for the electrolyte layer of the dye-sensitized solar cell, the electrode layer has excellent corrosion resistance stably against iodide ions for a long period of time. It is necessary to use a metal substrate. Examples of such a metal base material include a titanium base material. However, when the titanium base material is used for an electrode layer of a dye-sensitized solar cell, there is a problem that a manufacturing cost increases.

そこで、上記電極層に用いられる金属基材として、チタン基材に替わる安価な金属基材が求められているが、多くの金属基材は、チタン基材と比べてヨウ化物イオンに対する耐腐食性に劣るといった問題があった。   Therefore, as a metal substrate used for the electrode layer, an inexpensive metal substrate instead of a titanium substrate is required, but many metal substrates are more resistant to iodide ions than titanium substrates. There was a problem of being inferior.

そこで、ヨウ化物イオンに対する耐腐食性を向上させるため、例えば特許文献1には、色素増感型太陽電池に用いられる電極層の構成を、アルミニウム板とニッケル板のクラッド材とすることが開示されている。   Therefore, in order to improve the corrosion resistance against iodide ions, for example, Patent Document 1 discloses that the configuration of the electrode layer used in the dye-sensitized solar cell is a clad material of an aluminum plate and a nickel plate. ing.

しかしながら、特許文献1に記載の構成を有する電極層においては、厚み1mmのニッケル板を用いていることから、ニッケル板による電気抵抗が大きくなり、色素増感型太陽電池の曲線因子が低下し、色素増感型太陽電池の発電効率が低下する問題があった。また、例えば生産性に優れる気相メッキ法、液相メッキ法、印刷法、あるいは塗布法を用いたとしても、ニッケル板を1mmの厚みに形成するには、材料および製造工程にかかる時間が多くなるため、製造コストが高くなるといった問題があった。また、仮に上記ニッケル板を1mmの厚みに気相メッキ法、液相メッキ法、印刷法、あるいは塗布法で形成したとしても、ニッケル板に割れが発生し、割れた部分からヨウ化物イオンが浸入してしまうことから、上記ヨウ化物イオンに対する耐腐食性を十分なものとすることが困難であった。   However, in the electrode layer having the configuration described in Patent Document 1, since a nickel plate having a thickness of 1 mm is used, the electrical resistance due to the nickel plate increases, and the curve factor of the dye-sensitized solar cell decreases. There has been a problem that the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell is lowered. Further, for example, even if a vapor phase plating method, a liquid phase plating method, a printing method, or a coating method with excellent productivity is used, it takes a lot of time for materials and manufacturing processes to form a nickel plate with a thickness of 1 mm. Therefore, there has been a problem that the manufacturing cost becomes high. Even if the nickel plate is formed to a thickness of 1 mm by vapor phase plating, liquid phase plating, printing, or coating, the nickel plate is cracked and iodide ions enter from the cracked portion. For this reason, it has been difficult to make the corrosion resistance to the iodide ion sufficient.

特開2007−87744号公報JP 2007-87744 A

本発明は、色素増感型太陽電池の電極基材に用いられた際に、電解質層中のヨウ化物イオンに対する耐腐食性が高く、色素増感型太陽電池の変換効率の低下を防止し、発電効率を高いものとすることが可能な色素増感型太陽電池用導電基材、色素増感型太陽電池用透明性導電基材、およびこれらを用いた色素増感型太陽電池、色素増感型太陽電池モジュールを提供することを主目的とする。   The present invention, when used as an electrode substrate of a dye-sensitized solar cell, has high corrosion resistance to iodide ions in the electrolyte layer, and prevents a decrease in conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell, Conductive substrate for dye-sensitized solar cell capable of increasing power generation efficiency, transparent conductive substrate for dye-sensitized solar cell, dye-sensitized solar cell using the same, dye-sensitized The main purpose is to provide a solar cell module.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、上記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層と、を有することを特徴とする色素増感型太陽電池用導電基材を提供する。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is formed on a first metal layer made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, Ti, and Ti. , Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, Pt, and a second metal layer having a thickness of 500 nm or less, for a dye-sensitized solar cell A conductive substrate is provided.

本発明によれば、上記第2電極層を有することにより、本発明の色素増感型太陽電池用導電基材を色素増感型太陽電池の電極層として用いた際に、電解質層中のヨウ化物イオンに対する耐腐食性の高いものとすることができる。
また、本発明の色素増感型太陽電池用導電基材が、色素増感型太陽電池の電極層として用いられた場合は、上記第1金属層上に形成された第2金属層が薄膜に形成されていることから、上記第2金属層による電気抵抗を小さくすることができる。さらに本発明においては、上記第1金属層の金属は比抵抗の小さいものであることから、電極層全体の電気抵抗を小さくすることが可能であり、色素増感型太陽電池の曲線因子の低下を防止し、変換効率の高い色素増感型太陽電池を提供することが可能となる。
According to the present invention, by having the second electrode layer, when the conductive substrate for a dye-sensitized solar cell of the present invention is used as an electrode layer of a dye-sensitized solar cell, the iodine in the electrolyte layer It can be made to have high corrosion resistance against fluoride ions.
Moreover, when the electroconductive base material for dye-sensitized solar cells of the present invention is used as an electrode layer of a dye-sensitized solar cell, the second metal layer formed on the first metal layer becomes a thin film. Since it is formed, the electrical resistance due to the second metal layer can be reduced. Furthermore, in the present invention, since the metal of the first metal layer has a small specific resistance, it is possible to reduce the electrical resistance of the entire electrode layer, and to reduce the fill factor of the dye-sensitized solar cell. It is possible to provide a dye-sensitized solar cell with high conversion efficiency.

本発明は、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および上記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層と、を有することを特徴とする色素増感型太陽電池用透明性導電基材を提供する。 The present invention comprises a transparent base material, a transparent electrode layer formed on the transparent base material, and a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less formed on the transparent electrode layer in a mesh shape. And a second metal layer formed on the mesh metal layer and made of any one of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt and having a thickness of 500 nm or less. A transparent conductive substrate for a dye-sensitized solar cell, comprising: an auxiliary metal layer having a metal layer.

本発明によれば、上記補助金属層が上記第2金属層を有することから、上記補助金属層のヨウ化物イオンに対する耐腐食性を高いものとすることができる。また、これにより、本発明の色素増感型太陽電池用透明性導電基材全体のヨウ化物イオンに対する耐腐食性を高くすることができる。よって、ヨウ化物イオンに対する耐腐食性の高い透明性を有する電極基材を提供することが可能である。また、上記補助金属層を有することから、発電効率の高い色素増感型太陽電池とすることが可能である。   According to the present invention, since the auxiliary metal layer includes the second metal layer, the auxiliary metal layer can have high corrosion resistance against iodide ions. Thereby, the corrosion resistance with respect to the iodide ion of the whole transparent conductive base material for dye-sensitized solar cells of this invention can be made high. Therefore, it is possible to provide an electrode base material having high corrosion resistance against iodide ions and having transparency. In addition, since the auxiliary metal layer is provided, a dye-sensitized solar cell with high power generation efficiency can be obtained.

本発明は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、上記多孔質層および上記第2電極基材が対向するように配置されており、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、上記第1電極基材または上記第2電極基材のいずれか一方が、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、上記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層とを有する色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有し、他方が透明性を有する基材であることを特徴とする色素増感型太陽電池を提供する。 The present invention has a first electrode base material having a function as an electrode, and a porous layer containing metal oxide semiconductor fine particles formed on the first electrode base material and carrying a dye sensitizer. An oxide semiconductor electrode substrate and a counter electrode substrate having a second electrode base material having at least a function as an electrode are disposed so that the porous layer and the second electrode base material face each other, and the oxidation substrate A dye-sensitized solar cell in which an electrolyte layer including a redox couple is formed between a physical semiconductor electrode substrate and the counter electrode substrate, wherein either the first electrode base material or the second electrode base material Is formed on the first metal layer and a first metal layer made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, and Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt. It is made of any metal and has a thickness of 500 nm or less Having a dye-sensitized solar cell conductive substrate and a second metal layer as the electrode layer and the other to provide a dye-sensitized solar cell, which is a base material having transparency.

本発明によれば、上記第1電極基材または上記第2電極基材のいずれか一方が上記色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有することにより、上記電解質層中のヨウ化物イオンに対する耐腐食性が高く、経時的な劣化が少なく、発電効率の高い高品質な色素増感型太陽電池とすることが可能である。また、本発明の色素増感型太陽電池は、曲線因子の低下を防止することができることからも、発電効率の高いものとすることができる。   According to the present invention, either one of the first electrode base material or the second electrode base material has the dye-sensitized solar cell conductive base material as an electrode layer, whereby an iodide in the electrolyte layer is formed. A high-quality dye-sensitized solar cell having high corrosion resistance against ions, little deterioration with time, and high power generation efficiency can be obtained. Moreover, since the dye-sensitized solar cell of the present invention can prevent the reduction of the fill factor, it can have high power generation efficiency.

本発明においては、上記第1電極基材が上記色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有し、かつ、上記第2電極基材が透明性を有する基材であることが好ましい。これにより、上記第2金属層を介して上記第1金属層および上記多孔質層の間を電子が移動しやすくなることから、本発明の色素増感型太陽電池をより発電効率の高いものとすることが可能であるからである。   In the present invention, it is preferable that the first electrode substrate has the dye-sensitized solar cell conductive substrate as an electrode layer, and the second electrode substrate is a transparent substrate. . This facilitates the movement of electrons between the first metal layer and the porous layer via the second metal layer, so that the dye-sensitized solar cell of the present invention has higher power generation efficiency. Because it is possible to do.

本発明は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、上記多孔質層および上記第2電極基材が対向するように配置されており、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、上記第1電極基材または上記第2電極基材の少なくとも一方が、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および上記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層とを有する色素増感型太陽電池用透明性導電基材であることを特徴とする色素増感型太陽電池を提供する。 The present invention has a first electrode base material having a function as an electrode, and a porous layer containing metal oxide semiconductor fine particles formed on the first electrode base material and carrying a dye sensitizer. An oxide semiconductor electrode substrate and a counter electrode substrate having a second electrode base material having at least a function as an electrode are disposed so that the porous layer and the second electrode base material face each other, and the oxidation substrate A dye-sensitized solar cell in which an electrolyte layer including a redox pair is formed between a physical semiconductor electrode substrate and the counter electrode substrate, wherein at least one of the first electrode substrate and the second electrode substrate is , A transparent substrate, a transparent electrode layer formed on the transparent substrate, and a mesh formed of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less formed on the transparent electrode layer in a mesh shape. Metal layer and shape on mesh metal layer A dye-sensitized type comprising: an auxiliary metal layer having a second metal layer made of any one of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt and having a thickness of 500 nm or less Provided is a dye-sensitized solar cell, which is a transparent conductive substrate for a solar cell.

本発明によれば、上記第1電極基材または上記第2電極基材の少なくとも一方が上記色素増感型太陽電池用透明性導電基材であることにより、上記電解質層中のヨウ化物イオンに対する耐腐食性が高く、経時的な劣化が少なく、発電効率の高い高品質な色素増感型太陽電池とすることが可能である。また、本発明の色素増感型太陽電池は、色素増感型太陽電池の曲線因子の低下を防止することができることからも、発電効率の高い色素増感型太陽電池とすることができる。   According to the present invention, at least one of the first electrode base material or the second electrode base material is the transparent conductive base material for dye-sensitized solar cells, thereby preventing iodide ions in the electrolyte layer. A high-quality dye-sensitized solar cell with high corrosion resistance, little deterioration with time, and high power generation efficiency can be obtained. Moreover, since the dye-sensitized solar cell of the present invention can prevent a decrease in the fill factor of the dye-sensitized solar cell, it can be a dye-sensitized solar cell with high power generation efficiency.

本発明においては、上記第1電極基材が上記色素増感型太陽電池用透明性導電基材であることが好ましい。これにより、上記第2金属層を介して上記メッシュ状金属層および上記多孔質層の間を電子が移動しやすくなることから、本発明の色素増感型太陽電池をより発電効率の高いものとすることができる。   In the present invention, the first electrode base material is preferably the transparent conductive base material for dye-sensitized solar cells. This facilitates the movement of electrons between the mesh metal layer and the porous layer through the second metal layer, so that the dye-sensitized solar cell of the present invention has higher power generation efficiency. can do.

本発明は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、上記多孔質層および上記第2電極基材が対向するように配置され、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されており、上記第1電極基材または上記第2電極基材のいずれか一方が、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、上記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層とを有する色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有し、他方が透明性を有する基材である色素増感型太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュールを提供する。 The present invention has a first electrode base material having a function as an electrode, and a porous layer containing metal oxide semiconductor fine particles formed on the first electrode base material and carrying a dye sensitizer. An oxide semiconductor electrode substrate and a counter electrode substrate having at least a second electrode base material having a function as an electrode are disposed so that the porous layer and the second electrode base material face each other, and the oxide semiconductor An electrolyte layer including an oxidation-reduction pair is formed between the electrode substrate and the counter electrode substrate, and the specific resistance of either the first electrode base material or the second electrode base material is 6 × 10 −6 Ω. A first metal layer made of a metal of m or less, and formed on the first metal layer, made of any one of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt, and having a thickness of Dye-sensitized type having a second metal layer of 500 nm or less Provided is a dye-sensitized solar cell module comprising a plurality of dye-sensitized solar cells, each having a positive electrode conductive substrate as an electrode layer and the other being a transparent substrate. To do.

本発明によれば、上記色素増感型太陽電池を有することから、本発明の色素増感型太陽電池モジュールを発電効率の高いものとすることができる。   According to the present invention, since the dye-sensitized solar cell is included, the dye-sensitized solar cell module of the present invention can have high power generation efficiency.

本発明は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、上記多孔質層および上記第2電極基材が対向するように配置され、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されており、上記第1電極基材または上記第2電極基材の少なくとも一方が、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および上記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層とを有する色素増感型太陽電池用透明性導電基材である色素増感型太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュールを提供する。 The present invention has a first electrode base material having a function as an electrode, and a porous layer containing metal oxide semiconductor fine particles formed on the first electrode base material and carrying a dye sensitizer. An oxide semiconductor electrode substrate and a counter electrode substrate having at least a second electrode base material having a function as an electrode are disposed so that the porous layer and the second electrode base material face each other, and the oxide semiconductor An electrolyte layer including an oxidation-reduction pair is formed between the electrode substrate and the counter electrode substrate, and at least one of the first electrode base material or the second electrode base material is a transparent base material and the transparent base material A transparent electrode layer formed on the transparent electrode layer, a mesh-like metal layer formed on the transparent electrode layer and having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, and the mesh-like metal layer Formed, Ti, Cr, Ni, Mo, A dye, which is a transparent conductive substrate for a dye-sensitized solar cell, comprising a metal of Ta, W, Nb, or Pt and having an auxiliary metal layer having a second metal layer having a thickness of 500 nm or less Provided is a dye-sensitized solar cell module comprising a plurality of sensitized solar cells connected together.

本発明によれば、上記色素増感型太陽電池を有することから、本発明の色素増感型太陽電池モジュールを発電効率の高いものとすることができる。   According to the present invention, since the dye-sensitized solar cell is included, the dye-sensitized solar cell module of the present invention can have high power generation efficiency.

本発明によれば、上記第1金属層および第2金属層を有する色素増感型太陽電池用導電基材を提供することにより、色素増感型太陽電池の電解質層中のヨウ化物イオンに対する耐腐食性が高く、経時的な劣化の少ない色素増感型太陽電池を提供することができる。また、上記色素増感型太陽電池用導電基材は電気抵抗の小さなものであることから、色素増感型太陽電池に用いた場合は、曲線因子の低下を防止し、発電効率の高い色素増感型太陽電池とすることができる。   According to the present invention, by providing a conductive substrate for a dye-sensitized solar cell having the first metal layer and the second metal layer, resistance to iodide ions in the electrolyte layer of the dye-sensitized solar cell is improved. A dye-sensitized solar cell that is highly corrosive and has little deterioration over time can be provided. In addition, since the conductive substrate for dye-sensitized solar cells has a low electrical resistance, when used in a dye-sensitized solar cell, the decrease in the fill factor is prevented, and the dye sensitization with high power generation efficiency is performed. It can be set as a sensitive solar cell.

本発明の色素増感型太陽電池用導電基材の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the electrically conductive base material for dye-sensitized solar cells of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池用透明性導電基材の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the transparent conductive base material for dye-sensitized solar cells of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the dye-sensitized solar cell of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池の他の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows another example of the dye-sensitized solar cell of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池の他の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows another example of the dye-sensitized solar cell of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池の他の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows another example of the dye-sensitized solar cell of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the dye-sensitized solar cell module of this invention. 本発明の色素増感型太陽電池モジュールの他の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows another example of the dye-sensitized solar cell module of this invention. 色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of a dye-sensitized solar cell.

以下、本発明の色素増感型太陽電池用導電基材、色素増感型太陽電池用透明性導電基材、色素増感型太陽電池、および色素増感型太陽電池モジュールについてそれぞれ説明する。   Hereinafter, the conductive substrate for dye-sensitized solar cell, the transparent conductive substrate for dye-sensitized solar cell, the dye-sensitized solar cell, and the dye-sensitized solar cell module of the present invention will be described respectively.

A.色素増感型太陽電池用導電基材
まず、本発明の色素増感型太陽電池用導電基材について説明する。
本発明の色素増感型太陽電池用導電基材(以下、この項においては、単に導電基材と称する場合がある。)は、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、上記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層と、を有することを特徴とするものである。
A. First, the conductive substrate for a dye-sensitized solar cell of the present invention will be described.
The conductive substrate for a dye-sensitized solar cell of the present invention (hereinafter, simply referred to as a conductive substrate in this section) is made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less. A first metal layer, and a second metal formed on the first metal layer, made of any one of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt, and having a thickness of 500 nm or less And a layer.

ここで、本発明の導電基材について図を用いて説明する。
図1は、本発明の導電基材の一例を示す概略断面図である。図1に示すように、本発明の導電基材1は、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層1bと、第1金属層1b上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層1aとを有するものである。
Here, the conductive substrate of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conductive substrate of the present invention. As shown in FIG. 1, the conductive base material 1 of the present invention is formed on a first metal layer 1b made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, a first metal layer 1b, and Ti , Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt, and the second metal layer 1a having a thickness of 500 nm or less.

本発明によれば、本発明の導電基材は上記第1金属層および第2金属層を有することから、上記導電基材を色素増感型太陽電池の電極基材の電極層に用いた場合、電解質層中のヨウ化物イオンに対する耐腐食性の高いものとすることができる。また、上記第1金属層の金属は比抵抗の低いものであり、かつ、上記第2金属層は薄膜に形成されているものであることから、上記導電基材全体の電気抵抗を小さいものとすることができる。よって、電気抵抗の小さい導電基材を色素増感型太陽電池の電極層として用いることにより、色素増感型太陽電池の曲線因子の低下を防止し、発電効率の高い色素増感型太陽電池を提供することが可能となる。
さらに、本発明によれば、第2金属層を生産性に優れる気相メッキ法、液相メッキ法、印刷法、あるいは塗布法で製造することができるので、低コストの色素増感型太陽電池用導電基材を得ることができる。
According to the present invention, since the conductive substrate of the present invention has the first metal layer and the second metal layer, the conductive substrate is used as an electrode layer of an electrode substrate of a dye-sensitized solar cell. In addition, it is possible to have high corrosion resistance against iodide ions in the electrolyte layer. Further, since the metal of the first metal layer has a low specific resistance, and the second metal layer is formed in a thin film, the electrical resistance of the entire conductive base material is reduced. can do. Therefore, by using a conductive substrate having a low electrical resistance as an electrode layer of a dye-sensitized solar cell, a decrease in the fill factor of the dye-sensitized solar cell is prevented, and a dye-sensitized solar cell with high power generation efficiency is obtained. It becomes possible to provide.
Furthermore, according to the present invention, since the second metal layer can be manufactured by a vapor phase plating method, a liquid phase plating method, a printing method, or a coating method with excellent productivity, a low-cost dye-sensitized solar cell. A conductive base material can be obtained.

以下、本発明に用いられる第2金属層、および第1金属層についてそれぞれ説明する。   Hereinafter, the second metal layer and the first metal layer used in the present invention will be described.

1.第2金属層
本発明に用いられる第2金属層は、後述する第1金属層上に形成されるものであり、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下で形成されているものである。
1. 2nd metal layer The 2nd metal layer used for this invention is formed on the 1st metal layer mentioned later, and is any metal of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, Pt And having a thickness of 500 nm or less.

ここで、「Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属」とは、上記に列記したいずれかの成分を質量比として、70質量%〜100質量%の範囲内、好ましくは80質量%〜100質量%の範囲内、特に好ましくは、90質量%〜100質量%の範囲内で含有するものであり、単一元素からなる金属や、合金を含むものである。   Here, “any metal of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt” means a range of 70% by mass to 100% by mass with any of the components listed above as a mass ratio. Among them, it is preferably contained within a range of 80% by mass to 100% by mass, particularly preferably within a range of 90% by mass to 100% by mass, and includes a metal composed of a single element or an alloy.

上記第2金属層としては、なかでも、TiまたはCrからなることが好ましく、Crからなることがより好ましい。Crは、後述する第1金属層との密着性が高いことから、上記第2金属層を第1金属層上により薄く形成することが可能となるからである。   In particular, the second metal layer is preferably made of Ti or Cr, and more preferably made of Cr. This is because Cr has high adhesion to the first metal layer, which will be described later, and thus the second metal layer can be formed thinner on the first metal layer.

ここで、ヨウ化物イオンに対する十分な耐腐食性を示し、かつ、上記第1金属層で良好に電気の取り出しを行うことが可能な第2金属層の厚みとしては、500nm以下であればよく、なかでも1nm〜250nmの範囲内、特に10nm〜50nmの範囲内であることが好ましい。上記第2金属層の厚みが500nmを超える場合は、上記第2金属層による電気抵抗が大きくなることから、上記導電基材を色素増感型太陽電池の電極層に用いた場合に、電気の取り出し効率を十分なものとすることが困難になる。また、上記第2金属層の製造時および使用時に、割れが生じる可能性が考えられ、ヨウ化物イオンに対する耐腐食性を十分なものとすることが困難である可能性が考えられるからである。
また、上記第2金属層の厚みの下限としては、1nm程度である。上記第2金属層の厚みが、1nmに満たない場合は、後述する第1金属層上に上記第2金属層を形成することが困難になるおそれがあるからである。
Here, the thickness of the second metal layer that exhibits sufficient corrosion resistance against iodide ions and that can be satisfactorily extracted by the first metal layer may be 500 nm or less, In particular, it is preferably in the range of 1 nm to 250 nm, particularly in the range of 10 nm to 50 nm. When the thickness of the second metal layer exceeds 500 nm, the electric resistance due to the second metal layer is increased. Therefore, when the conductive substrate is used as an electrode layer of a dye-sensitized solar cell, It becomes difficult to make the extraction efficiency sufficient. Further, there is a possibility that cracking may occur during the production and use of the second metal layer, and it may be difficult to make the corrosion resistance against iodide ions sufficient.
The lower limit of the thickness of the second metal layer is about 1 nm. This is because if the thickness of the second metal layer is less than 1 nm, it may be difficult to form the second metal layer on the first metal layer described later.

上記第2金属層の形成方法としては、後述する第1金属層上に500nm以下の厚みで形成することができる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、スパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着、化学蒸着などの気相メッキ法、液相メッキ(電解メッキ、無電解メッキ等)、印刷法、あるいは塗布法などが好ましい。これらの方法は、生産性に優れるからである。   The method for forming the second metal layer is not particularly limited as long as it can be formed on the first metal layer described later with a thickness of 500 nm or less. For example, sputtering, ion plating, Vapor phase plating methods such as vacuum vapor deposition and chemical vapor deposition, liquid phase plating (electrolytic plating, electroless plating, etc.), printing methods, and coating methods are preferred. This is because these methods are excellent in productivity.

2.第1金属層
本発明に用いられる第1金属層は、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるものである。
ここで、「比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属」とは、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の単一元素からなる金属や、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の合金を含むものである。
2. First Metal Layer The first metal layer used in the present invention is made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less.
Here, "specific resistance 6 × 10 -6 Ω · m or less of the metal", metals and the specific resistance consists of a single element of the following 6 × 10 -6 Ω · m, a specific resistance of 6 × 10 - Including alloys of 6 Ω · m or less.

上記第1金属層としては、上記第2金属層を形成することにより色素増感型太陽電池の電極基材として用いることが可能であれば特に限定されるものではなく、フレキシブル性を有するものであってもよいし、フレキシブル性を有しないものであってもよいが、フレキシブル性を有するものであることが好ましい。上記第1金属層がフレキシブル性を有することにより、本発明の導電基材にフレキシブル性を付与することが可能となる。また、上記導電基材は色素増感型太陽電池の電極基材に用いられるものであることから、色素増感型太陽電池にフレキシブル性を付与することが可能となり、加工性に優れたものとすることが可能である。   The first metal layer is not particularly limited as long as it can be used as an electrode substrate of a dye-sensitized solar cell by forming the second metal layer, and has flexibility. It may be present or may not have flexibility, but preferably has flexibility. When the first metal layer has flexibility, it is possible to impart flexibility to the conductive base material of the present invention. In addition, since the conductive substrate is used for an electrode substrate of a dye-sensitized solar cell, flexibility can be imparted to the dye-sensitized solar cell, and the processability is excellent. Is possible.

ここで、上記第1金属層のフレキシブル性としては、JIS Z 2248の金属材料曲げ試験方法で、5KNの力をかけたときに曲がることを指す。   Here, the flexibility of the first metal layer refers to bending when a force of 5 KN is applied according to the metal material bending test method of JIS Z 2248.

このような第1金属層としては、上述した金属を用いた金属層のみからなるものであってもよいし、基材上に上記金属層が形成されたものであってもよいが、上記金属層のみからなるものであることがより好ましく、特に上記第1金属層が金属箔であることが好ましい。上記第1金属層が金属箔であることにより、第1金属層を準備するのが容易となり、低コストで導電基材を得ることが可能となるからである。   As such a 1st metal layer, it may consist only of the metal layer using the metal mentioned above, and the said metal layer may be formed on the base material, but the said metal More preferably, the first metal layer is preferably a metal foil. This is because when the first metal layer is a metal foil, it is easy to prepare the first metal layer, and a conductive base material can be obtained at low cost.

また、上記金属箔の厚みとしては、5μm〜300μmの範囲内、なかでも10μm〜200μmの範囲内、特に15μm〜100μmの範囲内であることが好ましい。金属箔の厚みが上記範囲を超える場合は、本発明の導電基材にフレキシブル性を付与することが困難となるからであり、上記金属箔の厚みが上記範囲に満たない場合は、上記第2金属層を形成して導電基材とすることが困難となるからである。   The thickness of the metal foil is preferably in the range of 5 μm to 300 μm, more preferably in the range of 10 μm to 200 μm, and particularly preferably in the range of 15 μm to 100 μm. When the thickness of the metal foil exceeds the above range, it is difficult to impart flexibility to the conductive substrate of the present invention. When the thickness of the metal foil is less than the above range, This is because it becomes difficult to form a metal layer to form a conductive substrate.

上記比抵抗が6×10−6Ω・m以下である金属であって、かつ、比較的安価に入手可能なものとしては、Al、ステンレス鋼、Cu、Ag、Ni等を挙げることができる。耐熱性等を考慮するとAl、ステンレス鋼を用いることがより好ましい。また、Al、ステンレス鋼は、上述した材料の中で、ヨウ化物イオンに対して、ある程度の耐腐食性を有することからも好ましい。
なお、ここでいう「耐熱性」とは、上記導電基材上に多孔質層を焼成して形成する際に加えられる温度に対し、変形、変質等を示さないことを指すものである。
Examples of the metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less and available at a relatively low cost include Al, stainless steel, Cu, Ag, and Ni. In view of heat resistance and the like, it is more preferable to use Al or stainless steel. Al and stainless steel are also preferable because they have a certain degree of corrosion resistance against iodide ions among the materials described above.
The term “heat resistance” as used herein refers to not exhibiting deformation, alteration, or the like with respect to the temperature applied when the porous layer is baked and formed on the conductive substrate.

B.色素増感型太陽電池用透明性導電基材
次に、本発明の色素増感型太陽電池用透明性導電基材(以下、単に透明性導電基材と称する場合がある。)について説明する。
本発明の透明性導電基材は、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および上記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層と、を有することを特徴とするものである。
B. Next, the transparent conductive substrate for dye-sensitized solar cells of the present invention (hereinafter, sometimes simply referred to as a transparent conductive substrate) will be described.
The transparent conductive substrate of the present invention is formed of a transparent substrate, a transparent electrode layer formed on the transparent substrate, and a mesh on the transparent electrode layer, and has a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω. A mesh-like metal layer made of metal of m or less, and formed on the mesh-like metal layer, made of any metal of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, Pt, and having a thickness And an auxiliary metal layer having a second metal layer of 500 nm or less.

ここで、本発明の透明性導電基材の透明性としては、本発明の透明性導電基材を色素増感型太陽電池の電極基材に用いた場合、波長400nm〜800nmの光の透過率が70%以上であることが好ましく、なかでも80%以上であることがより好ましい。   Here, as the transparency of the transparent conductive substrate of the present invention, when the transparent conductive substrate of the present invention is used as an electrode substrate of a dye-sensitized solar cell, the transmittance of light having a wavelength of 400 nm to 800 nm. Is preferably 70% or more, and more preferably 80% or more.

なお、上記透明性導電基材の透明性は、JIS K7361-1:1997に準拠した測定方法により測定した値である。   In addition, the transparency of the said transparent conductive base material is the value measured by the measuring method based on JISK7361-1: 1997.

次に、本発明の透明性導電基材について図を用いて説明する。
図2は本発明の透明性導電基材の一例を示す概略断面図である。図2に示すように、本発明の透明性導電基材2は、透明基材2bと、透明基材2b上に形成された透明電極層2aと、透明電極層2a上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層2c、およびメッシュ状金属層2c上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層2dを有する補助金属層とを有するものである。
Next, the transparent conductive substrate of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of the transparent conductive substrate of the present invention. As shown in FIG. 2, the transparent conductive substrate 2 of the present invention is formed in a mesh shape on the transparent substrate 2b, the transparent electrode layer 2a formed on the transparent substrate 2b, and the transparent electrode layer 2a. , Formed on the mesh-like metal layer 2c made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, and Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, Pt And an auxiliary metal layer having the second metal layer 2d made of any metal and having a thickness of 500 nm or less.

本発明によれば、上記補助金属層が、上記メッシュ状金属層および上記第2金属層を有することから、電解質層中のヨウ化物イオンに対する耐腐食性の高いものとすることができる。また、上記メッシュ状金属層は比抵抗の小さい金属からなり、上記第2金属層は薄膜に形成されていることから、上記補助金属層全体の電気抵抗を小さなものとすることができる。よって、上記補助金属層により上記透明電極層の電気取り出し効率を向上させることが可能となることから、発電性の高い色素増感型太陽電池を提供することが可能となる。以下、本発明の透明性導電基材に用いられる各部材について、それぞれ説明する。   According to the present invention, since the auxiliary metal layer has the mesh metal layer and the second metal layer, the auxiliary metal layer can have high corrosion resistance against iodide ions in the electrolyte layer. In addition, since the mesh metal layer is made of a metal having a low specific resistance and the second metal layer is formed as a thin film, the electric resistance of the entire auxiliary metal layer can be reduced. Therefore, since the electric extraction efficiency of the transparent electrode layer can be improved by the auxiliary metal layer, it is possible to provide a dye-sensitized solar cell with high power generation. Hereinafter, each member used for the transparent conductive substrate of the present invention will be described.

1.補助金属層
本発明に用いられる補助金属層は、メッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および上記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有するものである。なお、上記第2金属層については、「A.色素増感型太陽電池用導電基材」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。以下、メッシュ状金属層について説明する。
1. Auxiliary Metal Layer The auxiliary metal layer used in the present invention is formed in a mesh shape, and is formed on the mesh metal layer made of metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, and the mesh metal layer. , Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, Pt, and a second metal layer having a thickness of 500 nm or less. The second metal layer can be the same as that described in the section “A. Conductive base material for dye-sensitized solar cell”, and the description thereof is omitted here. Hereinafter, the mesh metal layer will be described.

本発明に用いられるメッシュ状金属層は、後述する透明電極層上に形成されるものであり、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなり、かつ、メッシュ状に形成されるものである。 The mesh-like metal layer used in the present invention is formed on a transparent electrode layer to be described later, is made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, and is formed in a mesh shape. Is.

上記メッシュ状金属層のメッシュの形状としては、例えば、三角形の格子状、平行四辺形の格子状、六角形の格子状等を挙げることができる。   Examples of the mesh shape of the mesh metal layer include a triangular lattice shape, a parallelogram lattice shape, and a hexagonal lattice shape.

上記メッシュ状金属層の厚みとしては、0.01μm〜10μmの範囲内であることが好ましい。上記メッシュ状金属層の厚みが上記範囲を超える場合、上記メッシュ状金属層を形成するための材料、時間等が多くかかるため、製造効率が低下したり、製造コストが高くなるおそれがあるからである。また、上記メッシュ状金属層の厚みが上記範囲に満たない場合は、後述する透明電極層の機能を向上させることができない可能性があるからである。   The thickness of the mesh metal layer is preferably in the range of 0.01 μm to 10 μm. When the thickness of the mesh metal layer exceeds the above range, it takes a lot of materials, time, etc. for forming the mesh metal layer, which may reduce the production efficiency or increase the production cost. is there. Moreover, it is because the function of the transparent electrode layer mentioned later may not be able to be improved when the thickness of the said mesh-shaped metal layer is less than the said range.

本発明に用いられるメッシュ状金属層の開口部の比率としては、50%〜99.9%の範囲内であることが好ましい。上記メッシュ状金属層の開口部の比率が上記範囲に満たない場合は、上記透明性導電基材が太陽光を十分に受光することができないため、発電効率を下げる可能性があるからである。また、上記メッシュ状金属層の開口部の比率が上記範囲を超える場合は、上記メッシュ状金属層を用いても透明電極層の機能を向上させることが困難となる可能性があるからである。   The ratio of the openings of the mesh metal layer used in the present invention is preferably in the range of 50% to 99.9%. This is because, when the ratio of the openings of the mesh-like metal layer is less than the above range, the transparent conductive base material cannot sufficiently receive sunlight, and thus power generation efficiency may be lowered. Moreover, it is because it may become difficult to improve the function of a transparent electrode layer, even if it uses the said mesh-like metal layer when the ratio of the opening part of the said mesh-like metal layer exceeds the said range.

また、上記メッシュ状金属層の線幅、およびメッシュピッチとしては、用いられる色素増感型太陽電池の形状に合わせて適宜選択されるものであるが、上記メッシュ状金属層の線幅としては、0.02μm〜10mmの範囲内、なかでも1μm〜2mmの範囲内、特に10μm〜1mmの範囲内であることが好ましく、上記メッシュ状金属層のメッシュピッチとしては、1μm〜500μmの範囲内、なかでも5μm〜100μmの範囲内、特に10μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。   Further, the line width of the mesh metal layer and the mesh pitch are appropriately selected according to the shape of the dye-sensitized solar cell to be used, but as the line width of the mesh metal layer, It is preferably in the range of 0.02 μm to 10 mm, in particular in the range of 1 μm to 2 mm, in particular in the range of 10 μm to 1 mm, and the mesh pitch of the mesh metal layer is in the range of 1 μm to 500 μm. However, it is preferably in the range of 5 μm to 100 μm, particularly in the range of 10 μm to 50 μm.

上記メッシュ状金属層に用いられる「比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属」については、「A.色素増感型太陽電池用導電基材」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 The “metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less” used for the mesh metal layer is the same as that described in the section “A. Conductive substrate for dye-sensitized solar cell”. The explanation here is omitted.

このようなメッシュ状金属層の形成方法としては、金属マスクを用いて上記メッシュ状金属層を気相メッキ法を用いて形成する方法や、上記金属からなる薄膜を透明電極層上に全面形成し、所定のパターン状にエッチングする方法、上記金属を金属ペーストとし、上記金属ペーストを透明基材または透明電極層上に印刷する方法等を挙げることができる。   As a method for forming such a mesh metal layer, a metal mask is used to form the mesh metal layer using a vapor phase plating method, or a thin film made of the metal is formed on the entire surface of the transparent electrode layer. Examples thereof include a method of etching into a predetermined pattern, a method of using the metal as a metal paste, and printing the metal paste on a transparent substrate or a transparent electrode layer.

2.透明基材
本発明に用いられる透明基材としては、例えば無機透明基材や樹脂製基材を用いることができる。このうち、樹脂製基材は、軽量であり、加工性に優れ、製造コストの低減ができるため好ましい。
2. Transparent base material As a transparent base material used for this invention, an inorganic transparent base material and resin-made base materials can be used, for example. Among these, the resin base is preferable because it is lightweight, has excellent processability, and can reduce manufacturing costs.

上記樹脂製基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)、ポリエステルナフタレートフィルム(PEN)、ポリカーボネートフィルム(PC)を用いることが好ましい。   As the resin substrate, for example, a polyethylene terephthalate film (PET), a polyester naphthalate film (PEN), or a polycarbonate film (PC) is preferably used.

また、上記無機透明基材としては、合成石英基材やガラス基板等を挙げることができる。   Examples of the inorganic transparent substrate include a synthetic quartz substrate and a glass substrate.

また、本発明に用いられる透明基材の厚みは、上記色素増感型太陽電池の用途等に応じて適宜選択することができるものであるが、通常、10μm〜2000μmの範囲内であることが好ましく、特に50μm〜1800μmの範囲内であることが好ましく、さらに100μm〜1500μmの範囲内であることが好ましい。   The thickness of the transparent substrate used in the present invention can be appropriately selected according to the use of the dye-sensitized solar cell, and is usually within a range of 10 μm to 2000 μm. In particular, it is preferably in the range of 50 μm to 1800 μm, more preferably in the range of 100 μm to 1500 μm.

3.透明電極層
本発明に用いられる透明電極層としては、透明性を有し、所定の導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。このような透明電極層に用いられる材料としては、金属酸化物、導電性高分子化合物材料等を挙げることができる。
3. Transparent electrode layer The transparent electrode layer used in the present invention is not particularly limited as long as it has transparency and predetermined conductivity. Examples of the material used for such a transparent electrode layer include metal oxides and conductive polymer compound materials.

上記金属酸化物としては、例えば、SnO、ZnO、酸化インジウムにSnOを添加した化合物(ITO)、フッ素ドープしたSnO(FTO)、酸化インジウムにZnOを添加した化合物(IZO)、を挙げることができる。
一方、上記導電性高分子化合物材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリエチレンスルフォン酸(PSS)、ポリアニリン(PA)、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等を挙げることができる。また、これらを2種以上混合して用いることもできる。
Examples of the metal oxide include SnO 2 , ZnO, a compound obtained by adding SnO 2 to indium oxide (ITO), fluorine-doped SnO 2 (FTO), and a compound obtained by adding ZnO to indium oxide (IZO). be able to.
On the other hand, examples of the conductive polymer compound material include polythiophene, polyethylene sulfonic acid (PSS), polyaniline (PA), polypyrrole, and polyethylenedioxythiophene (PEDOT). Moreover, these can also be used in mixture of 2 or more types.

本発明に用いられる透明電極層は、単一の層からなる構成であってもよく、また、複数の層が積層された構成であってもよい。複数の層が積層された構成としては、例えば、仕事関数が互いに異なる材料からなる層が積層された態様や、互いに異なる金属酸化物からなる層が積層された態様を挙げることができる。   The transparent electrode layer used in the present invention may be composed of a single layer or may be composed of a plurality of layers laminated. Examples of the configuration in which a plurality of layers are stacked include a mode in which layers made of materials having different work functions are stacked, and a mode in which layers made of different metal oxides are stacked.

本発明に用いられる透明電極層の厚みは、通常、5nm〜2000nmの範囲内が好ましく、特に10nm〜1000nmの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲よりも厚いと、均質な透明電極層を形成することが困難となる場合や全光線透過率が低下して良好な光電変換効率を得ることが難しくなる場合があり、また、厚みが上記範囲よりも薄いと、透明電極層の導電性が不足する可能性があるからである。
なお、上記厚みは、透明電極層が複数の層から構成される場合には、すべての層の厚みを合計した総厚みを指すものとする。
The thickness of the transparent electrode layer used in the present invention is usually preferably in the range of 5 nm to 2000 nm, and particularly preferably in the range of 10 nm to 1000 nm. If the thickness is thicker than the above range, it may be difficult to form a homogeneous transparent electrode layer, or the total light transmittance may be lowered and it may be difficult to obtain good photoelectric conversion efficiency. If the thickness is thinner than the above range, the conductivity of the transparent electrode layer may be insufficient.
In addition, the said thickness shall point out the total thickness which totaled the thickness of all the layers, when a transparent electrode layer is comprised from a several layer.

上記透明電極層を上記透明基材上に形成する方法としては、一般的な電極層の形成方法と同様とすることができるのでここでの記載は省略する。   Since the method for forming the transparent electrode layer on the transparent substrate can be the same as a general method for forming an electrode layer, description thereof is omitted here.

C.色素増感型太陽電池
次に、本発明の色素増感型太陽電池について説明する。
本発明の色素増感型太陽電池は、上記電極基材の構成により2つの実施態様に大別される。以下、各実施態様について説明する。
C. Next, the dye-sensitized solar cell of the present invention will be described.
The dye-sensitized solar cell of the present invention is roughly classified into two embodiments according to the configuration of the electrode substrate. Each embodiment will be described below.

I.第1実施態様の色素増感型太陽電池
本実施態様の色素増感型太陽電池は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、上記多孔質層および上記第2電極基材が対向するように配置されており、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、上記第1電極基材または上記第2電極基材のいずれか一方が、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、上記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層とを有する色素増感型太陽電池用導電基材(以下、この項においては、単に導電基材と称する場合がある。)を電極層として有し、他方が透明性を有する基材であることを特徴とするものである。
I. Dye-sensitized solar cell according to the first embodiment The dye-sensitized solar cell according to the present embodiment is formed on a first electrode base material having a function as an electrode and the first electrode base material. An oxide semiconductor electrode substrate having a porous layer containing metal oxide semiconductor fine particles carrying a sensitizer and a counter electrode substrate having a second electrode base material having at least a function as an electrode are the porous layer. And a dye-sensitized solar cell in which an electrolyte layer including a redox pair is formed between the oxide semiconductor electrode substrate and the counter electrode substrate. Then, either the first electrode base material or the second electrode base material has a first metal layer made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, and the first metal layer. Formed, Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, Pt A conductive substrate for a dye-sensitized solar cell (hereinafter, referred to simply as a conductive substrate in this section), which has a second metal layer having a thickness of 500 nm or less. .) As an electrode layer, and the other is a transparent substrate.

本実施態様によれば、上記第1電極基材または上記第2電極基材のいずれか一方が、上記導電基材を電極層として有することにより、上記電解質層中のヨウ化物イオンに対する耐腐食性の高いものとすることができることから、電極層の経時的な劣化が少なく、高品質な色素増感型太陽電池とすることができる。また、上記導電基材は、電気抵抗が小さいものであることから、色素増感型太陽電池の曲線因子の低下を防止することが可能である。   According to this embodiment, any one of the first electrode base material or the second electrode base material has the conductive base material as an electrode layer, whereby corrosion resistance to iodide ions in the electrolyte layer is achieved. Therefore, it is possible to obtain a high-quality dye-sensitized solar cell with little deterioration over time of the electrode layer. Moreover, since the said electrically conductive base material is a thing with small electrical resistance, it is possible to prevent the fall of the curve factor of a dye-sensitized solar cell.

ここで、色素増感型太陽電池の曲線因子とは、色素増感型太陽電池の性能を示す値であり、色素増感型太陽電池の内部電気抵抗が小さい値であるほど、上記曲線因子は大きな値を示し、色素増感型太陽電池の内部電気抵抗が大きな値であるほど、上記曲線因子は小さな値を示す。また、色素増感型太陽電池においては、上記曲線因子を大きくすることにより、発電効率を高いものとすることが可能となる。   Here, the fill factor of the dye-sensitized solar cell is a value indicating the performance of the dye-sensitized solar cell. The smaller the internal electrical resistance of the dye-sensitized solar cell, the more the fill factor is The larger the value and the larger the internal electric resistance of the dye-sensitized solar cell, the smaller the curve factor. In the dye-sensitized solar cell, the power generation efficiency can be increased by increasing the curve factor.

本実施態様においては、電気抵抗の小さい導電基材を第1電極基材または第2電極基材のいずれか一方が電極層として有することにより、色素増感型太陽電池の内部電気抵抗を小さい値とすることができることから、色素増感型太陽電池の曲線因子を高いものとし、発電効率を高いものとすることが可能である。   In this embodiment, when the first electrode substrate or the second electrode substrate has a conductive substrate having a small electric resistance as an electrode layer, the internal electric resistance of the dye-sensitized solar cell is a small value. Therefore, it is possible to increase the curve factor of the dye-sensitized solar cell and increase the power generation efficiency.

なお、本発明の色素増感型太陽電池における曲線因子は、色素増感型太陽電池の電流電圧特性を測定することによって求めることができる。
また、上記色素増感型太陽電池の電流電圧特性は、例えばAM1.5、疑似太陽光(入射光強度100mW/cm)を光源として、ソースメジャーユニット(ケースレー2400型)を用いて色素増感型太陽電池に電圧印加することにより測定することができる。
In addition, the fill factor in the dye-sensitized solar cell of the present invention can be obtained by measuring the current-voltage characteristics of the dye-sensitized solar cell.
The current-voltage characteristics of the dye-sensitized solar cell are, for example, AM1.5, pseudo-sunlight (incident light intensity 100 mW / cm 2 ) as a light source, and a dye-sensitized dye using a source measure unit (Keutley 2400 type). It can be measured by applying a voltage to the solar cell.

本実施態様の色素増感型太陽電池としては、具体的には、上記第1電極基材が上記導電基材を電極層として有するものであり、かつ、上記第2電極基材が透明性を有する基材である態様(以下、第1態様とする。)と、上記第2電極基材が上記導電基材を電極層として有するものであり、かつ、上記第1電極基材が透明性を有する基材である態様(以下、第2態様とする。)との2つの態様を挙げることができる。以下、それぞれの態様について説明する。   Specifically, as the dye-sensitized solar cell of this embodiment, the first electrode substrate has the conductive substrate as an electrode layer, and the second electrode substrate has transparency. An embodiment (hereinafter referred to as a first embodiment) that is a base material having the above-described structure, the second electrode base material having the conductive base material as an electrode layer, and the first electrode base material having transparency. There can be mentioned two aspects: an aspect (hereinafter referred to as a second aspect) which is a base material having the same. Each aspect will be described below.

1.第1態様の色素増感型太陽電池
本態様の色素増感型太陽電池は、上記第1電極基材が上記導電基材を電極層として有するものであり、かつ、上記第2電極基材が透明性を有する基材であるものである。
1. Dye-sensitized solar cell according to the first aspect In the dye-sensitized solar cell according to the present aspect, the first electrode base material includes the conductive base material as an electrode layer, and the second electrode base material includes the second electrode base material. It is a substrate having transparency.

本態様の色素増感型太陽電池について、図を用いて説明する。
図3は本態様の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。図3に示すように、本態様の色素増感型太陽電池100は、導電基材1を電極層として有する第1電極基材111、および第1電極基材111上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、透明基材121bおよび透明電極層121aを有する第2電極基材121、および、透明電極層121a上に形成された触媒層122を有する対極基板120とが、多孔質層112および触媒層122が対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板120の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されているものである。また、導電基材1は、6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層1b、および第1金属層1b上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層1aを有するものである。
また、図3に示すように、色素増感型太陽電池100の端部は、通常、シール剤104等を用いて封止がされるものである。
The dye-sensitized solar cell of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the dye-sensitized solar cell of this embodiment. As shown in FIG. 3, the dye-sensitized solar cell 100 of this embodiment is formed on a first electrode substrate 111 having the conductive substrate 1 as an electrode layer, and the first electrode substrate 111, and is dye-sensitized. Oxide semiconductor electrode substrate 110 having a porous layer 112 containing metal oxide semiconductor fine particles carrying an agent, a second electrode substrate 121 having a transparent substrate 121b and a transparent electrode layer 121a, and a transparent electrode layer The counter electrode substrate 120 having the catalyst layer 122 formed on 121a is disposed so that the porous layer 112 and the catalyst layer 122 face each other, and the oxidation-reduction is performed between the oxide semiconductor electrode substrate 110 and the counter electrode substrate 120. An electrolyte layer 103 including a pair is formed. In addition, the conductive substrate 1 is formed on the first metal layer 1b made of a metal of 6 × 10 −6 Ω · m or less, and the first metal layer 1b, and Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, It has the 2nd metal layer 1a which consists of a metal of Nb and Pt, and whose thickness is 500 nm or less.
Moreover, as shown in FIG. 3, the edge part of the dye-sensitized solar cell 100 is normally sealed using the sealing agent 104 grade | etc.,.

本態様の色素増感型太陽電池においては、上記第1電極基材が上記導電基材を電極層として有することにより、色素増感型太陽電池の発電効率をより高いものとすることが可能となる。この理由については、明らかではないが、次のように推量される。
上記第1金属層のみを第1電極基材として用いた場合は、上記第1金属層と金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層とではエネルギー準位の差が大きいため、上記第1電極基材および多孔質層の間を電子が移動しにくいことが考えられる。
一方、上記導電基材を第1電極基材に用いた場合は、上記第1金属層および多孔質層の間に第2金属層が存在することにより、上記第1金属層および多孔質層のエネルギー準位の差を埋めることができるため、上記第2金属層を介して上記第1金属層および上記多孔質層の間を電子が移動しやすくなるものと考えられる。したがって、上記第1金属層での電気の取り出し効率を高いものとすることができることから、色素増感型太陽電池の発電効率をより高いものとすることが可能であると考えられる。
In the dye-sensitized solar cell of this aspect, the first electrode base material has the conductive base material as an electrode layer, whereby the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell can be further increased. Become. The reason for this is not clear, but is estimated as follows.
When only the first metal layer is used as the first electrode substrate, there is a large difference in energy level between the first metal layer and the porous layer containing metal oxide semiconductor fine particles. It is conceivable that electrons hardly move between the material and the porous layer.
On the other hand, when the conductive substrate is used as the first electrode substrate, the second metal layer is present between the first metal layer and the porous layer, so that the first metal layer and the porous layer Since the difference in energy level can be filled, it is considered that electrons easily move between the first metal layer and the porous layer through the second metal layer. Therefore, since the electricity extraction efficiency in the first metal layer can be increased, it is considered that the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell can be further increased.

以下、本態様の色素増感型太陽電池に用いられる各部材についてそれぞれ説明する。   Hereinafter, each member used for the dye-sensitized solar cell of this embodiment will be described.

(1)酸化物半導体電極基板
本態様に用いられる酸化物半導体電極基板は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有するものである。以下、本態様に用いられる第1電極基材、および多孔質層についてそれぞれ説明する。
(1) Oxide Semiconductor Electrode Substrate The oxide semiconductor electrode substrate used in this embodiment is formed on the first electrode base material having a function as an electrode and the first electrode base material, and the dye sensitizer is It has a porous layer containing the supported metal oxide semiconductor fine particles. Hereinafter, the 1st electrode base material and porous layer which are used for this mode are explained, respectively.

(a)第1電極基材
本態様に用いられる第1電極基材は導電基材を電極層として有するものである。上記導電基材については、「A.色素増感型太陽電池用導電基材」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(A) 1st electrode base material The 1st electrode base material used for this aspect has a conductive base material as an electrode layer. The conductive base material can be the same as that described in the section “A. Conductive base material for dye-sensitized solar cell”, and a description thereof will be omitted here.

(b)多孔質層
次に、本態様に用いられる多孔質層について説明する。本態様に用いられる多孔質層は、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有するものであり、上述した第1電極基材上に形成され、かつ、後述する電解質層と接するものである。なお、上記色素増感剤は金属酸化物半導体微粒子の表面に坦持されているものである。
以下、上記多孔質層に用いられる金属酸化物半導体微粒子、および色素増感剤についてそれぞれ説明する。
(B) Porous layer Next, the porous layer used in this embodiment will be described. The porous layer used in this embodiment contains metal oxide semiconductor fine particles carrying a dye sensitizer, and is formed on the first electrode substrate described above, and an electrolyte layer described later. It touches. The dye sensitizer is supported on the surface of the metal oxide semiconductor fine particles.
Hereinafter, the metal oxide semiconductor fine particles and the dye sensitizer used in the porous layer will be described.

(i)金属酸化物半導体微粒子
本態様に用いられる金属酸化物半導体微粒子としては、半導体特性を備える金属酸化物からなるものであれば特に限定されるものではない。本態様に用いられる金属酸化物半導体微粒子を構成する金属酸化物としては、例えば、TiO、ZnO、SnO、ITO、ZrO、MgO、Al、CeO、Bi、Mn、Y、WO、Ta、Nb、La等を挙げることができる。
(I) Metal oxide semiconductor fine particles The metal oxide semiconductor fine particles used in this embodiment are not particularly limited as long as they are made of a metal oxide having semiconductor characteristics. Examples of the metal oxide constituting the metal oxide semiconductor fine particles used in this embodiment include TiO 2 , ZnO, SnO 2 , ITO, ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , CeO 2 , Bi 2 O 3 , and Mn. 3 O 4 , Y 2 O 3 , WO 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , La 2 O 3 and the like can be mentioned.

なかでも本態様においてはTiOからなる金属酸化物半導体微粒子を用いることが最も好ましい。TiOは特に半導体特性に優れるからである。 Among these, in this embodiment, it is most preferable to use metal oxide semiconductor fine particles made of TiO 2 . This is because TiO 2 is particularly excellent in semiconductor characteristics.

本態様に用いられる金属酸化物半導体微粒子の平均粒径としては、通常、1nm〜10μmの範囲内が好ましく、特に10nm〜1000nmの範囲内であることが好ましい。   The average particle size of the metal oxide semiconductor fine particles used in this embodiment is usually preferably in the range of 1 nm to 10 μm, and particularly preferably in the range of 10 nm to 1000 nm.

(ii)色素増感剤
本態様に用いられる色素増感剤としては、光を吸収して起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定はされない。このような色素増感剤としては、有機色素または金属錯体色素を挙げることができる。上記有機色素としては、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン、インドリン、カルバゾール系の色素が挙げられる。本態様においてはこれらの有機色素の中でも、インドリン、カルバゾール系の色素を用いることが好ましい。また、上記金属錯体色素としてはルテニウム系色素を用いることが好ましく、特にルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素を用いることが好ましい。このようなルテニウム錯体は吸収する光の波長範囲が広いため、光電変換できる光の波長領域を大幅に広げることができるからである。
(Ii) Dye sensitizer The dye sensitizer used in the present embodiment is not particularly limited as long as it can absorb light and generate an electromotive force. Examples of such a dye sensitizer include organic dyes and metal complex dyes. Examples of the organic dyes include acridine, azo, indigo, quinone, coumarin, merocyanine, phenylxanthene, indoline, and carbazole dyes. In this embodiment, among these organic dyes, it is preferable to use indoline or carbazole dyes. Further, as the metal complex dye, it is preferable to use a ruthenium dye, and it is particularly preferable to use a ruthenium bipyridine dye and a ruthenium terpyridine dye which are ruthenium complexes. This is because such a ruthenium complex has a wide wavelength range of light to be absorbed, so that the wavelength range of light that can be photoelectrically converted can be greatly expanded.

(iii)任意の成分
本態様に用いられる多孔質層には、上記金属酸化物半導体微粒子の他に任意の成分が含まれていてもよい。本態様に用いられる任意の成分としては、例えば、樹脂を挙げることができる。上記多孔質層に樹脂が含有されることにより、本態様に用いられる多孔質層の脆性を改善することができるからである。
このような樹脂としては、例えば、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、カプロラクタン等を挙げることができる。
(Iii) Arbitrary component The porous layer used in this embodiment may contain an arbitrary component in addition to the metal oxide semiconductor fine particles. As an arbitrary component used for this aspect, resin can be mentioned, for example. It is because the brittleness of the porous layer used in this embodiment can be improved by containing the resin in the porous layer.
Examples of such a resin include polyvinyl pyrrolidone, ethyl cellulose, caprolactan, and the like.

(iv)その他
本態様に用いられる多孔質層の厚みは、通常、1μm〜100μmの範囲内であることが好ましく、特に3μm〜30μmの範囲内であることが好ましい。
(Iv) Others The thickness of the porous layer used in this embodiment is usually preferably in the range of 1 μm to 100 μm, and particularly preferably in the range of 3 μm to 30 μm.

(2)対極基板
次に本態様に用いられる対極基板について説明する。
本態様に用いられる対極基板は、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有するものである。以下、第2電極基材について説明する。
(2) Counter Electrode Substrate Next, the counter electrode substrate used in this embodiment will be described.
The counter electrode substrate used in this embodiment has a second electrode base material having at least a function as an electrode. Hereinafter, the second electrode substrate will be described.

(a)第2電極基材
本態様に用いられる第2電極基材は透明性を有する基材である。
(A) 2nd electrode base material The 2nd electrode base material used for this aspect is a base material which has transparency.

このような透明性を有する基材としては、通常、透明基材および透明基材上に形成された透明電極層を有するものである。上記透明基材および透明電極層については、「B.色素増感型太陽電池用透明性導電基材」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   Such a substrate having transparency usually has a transparent substrate and a transparent electrode layer formed on the transparent substrate. About the said transparent base material and a transparent electrode layer, since it can be made to be the same as that of what was demonstrated in the term of "B. The transparent conductive base material for dye-sensitized solar cells", description here is abbreviate | omitted.

上述したように、本態様における第2電極基材は、上述した透明基材および透明電極層を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な構成を選択して追加することができる。このような構成としては、例えば、補助電極層を挙げることができる。   As described above, the second electrode substrate in the present embodiment is not particularly limited as long as it has the transparent substrate and the transparent electrode layer described above, and a necessary configuration can be selected and added. . An example of such a configuration is an auxiliary electrode layer.

上記補助電極層は、導電性材料を用いてメッシュ状に形成された電極層である。上記補助電極層を上述した透明電極層とともに用いることで、本態様の色素増感型太陽電池の発電効率を高いものとすることが可能となる。   The auxiliary electrode layer is an electrode layer formed in a mesh shape using a conductive material. By using the auxiliary electrode layer together with the transparent electrode layer described above, the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell of this embodiment can be increased.

本態様に用いられる補助電極層の形成位置としては、上記透明電極層とともに用いることにより、本態様の色素増感型太陽電池の発電効率を高いものとすることができるのであれば特に限定されるものではなく、上記透明基材上に形成された上記透明電極層上に形成されていてもよいし、上記透明基材および上記透明電極層の間に形成されていてもよい。本態様においては、上記補助電極層が上記透明基材および上記透明電極層の間に形成されていることがより好ましい。上記補助電極層が上記透明基材上に形成された上記透明電極層上に形成されている場合に比べて、電解質層中のヨウ化物イオンと接触しにくくなるからである。   The formation position of the auxiliary electrode layer used in this embodiment is particularly limited as long as it can be used together with the transparent electrode layer to increase the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell of this embodiment. Instead, it may be formed on the transparent electrode layer formed on the transparent substrate, or may be formed between the transparent substrate and the transparent electrode layer. In this aspect, the auxiliary electrode layer is more preferably formed between the transparent substrate and the transparent electrode layer. This is because, compared with the case where the auxiliary electrode layer is formed on the transparent electrode layer formed on the transparent base material, it is difficult to come into contact with iodide ions in the electrolyte layer.

本態様に用いられる上記補助電極層の材料としては、本態様の色素増感型太陽電池の発電効率を高めることが可能な材料であれば特に限定されるものではない。
なお、本態様においては、透明基材上に上記補助電極層を形成し、さらに透明電極層を形成した場合であっても、後述する電解質層中に含まれるヨウ化物イオンは上記透明電極層を一部透過して、上記補助電極層と接触するものであることから、上記補助電極層の材料としては、ヨウ化物イオンに対する耐腐食性を有することが好ましい。
このような補助電極層に用いられる材料としては、具体的には、チタン、タングステン、モリブデン、クロム、白金などを挙げることができるが、めっきなどを用いて耐腐食表面処理を行った金属であれば、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、銀およびそれらの合金など一般的な金属種を使用することが出来る。
The material for the auxiliary electrode layer used in this embodiment is not particularly limited as long as it is a material that can increase the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell of this embodiment.
In this embodiment, even if the auxiliary electrode layer is formed on the transparent substrate and further the transparent electrode layer is formed, iodide ions contained in the electrolyte layer described later are used for the transparent electrode layer. Since it partially permeates and comes into contact with the auxiliary electrode layer, the auxiliary electrode layer preferably has corrosion resistance against iodide ions.
Specific examples of the material used for such an auxiliary electrode layer include titanium, tungsten, molybdenum, chromium, and platinum. However, any metal that has been subjected to a corrosion-resistant surface treatment using plating or the like may be used. For example, common metal species such as aluminum, nickel, copper, iron, silver, and alloys thereof can be used.

このような補助電極層の形成方法としては、上述した「B.色素増感型太陽電池用透明性導電基材」の項で説明したメッシュ状金属層の形成方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   Since the method for forming such an auxiliary electrode layer can be the same as the method for forming the mesh-like metal layer described in the above-mentioned section “B. Transparent conductive substrate for dye-sensitized solar cell”. Explanation here is omitted.

本態様に用いられる補助電極層のメッシュの形状、補助電極層の開口部の比率、およびメッシュピッチと線幅等については、上述した「B.色素増感型太陽電池用透明性導電基材」のメッシュ状金属層の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   Regarding the shape of the mesh of the auxiliary electrode layer used in this embodiment, the ratio of the openings of the auxiliary electrode layer, the mesh pitch and the line width, etc., the above-mentioned “B. Transparent conductive substrate for dye-sensitized solar cell” Since it can be the same as that described in the section of the mesh-like metal layer, description thereof is omitted here.

本態様に用いられる第2電極基材は、上記補助電極層以外にも必要な部材を選択して追加することができる。   The 2nd electrode base material used for this aspect can select and add a required member besides the said auxiliary electrode layer.

また、本態様に用いられる第2電極基材としては、上記で説明した透明性を有する基材の他にも、「B.色素増感型太陽電池用透明性導電基材」で説明した色素増感型太陽電池用透明性導電基材を用いることができる。   In addition to the transparent substrate described above, the second electrode substrate used in this embodiment includes the dye described in “B. Transparent conductive substrate for dye-sensitized solar cell”. A transparent conductive substrate for sensitized solar cells can be used.

(b)その他の部材
本態様に用いられる対極基板は少なくとも上記第2電極基材を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な部材を適宜追加することが可能である。このような部材としては、例えば触媒層が挙げられる。
(B) Other members The counter electrode substrate used in this embodiment is not particularly limited as long as it has at least the second electrode base material, and necessary members can be appropriately added. An example of such a member is a catalyst layer.

上記第2電極基材に触媒層が形成されていることにより、本態様の色素増感型太陽電池をより発電効率に優れたものにすることができる。このような触媒層の例としては、例えば、上記第2電極基材上にPtを蒸着した態様や、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリスチレンスルフォン酸(PSS)、ポリアニリン(PA)、パラトルエンスルホン酸(PTS)およびこれらの混合物から触媒層を形成する態様を挙げることができるが、この限りではない。   By forming the catalyst layer on the second electrode substrate, the dye-sensitized solar cell of this embodiment can be made more excellent in power generation efficiency. Examples of such a catalyst layer include, for example, an embodiment in which Pt is vapor-deposited on the second electrode substrate, polyethylene dioxythiophene (PEDOT), polystyrene sulfonic acid (PSS), polyaniline (PA), paratoluene sulfone. Although the aspect which forms a catalyst layer from an acid (PTS) and these mixtures can be mentioned, it is not this limitation.

このような触媒層の厚みとしては、1nm〜10μmの範囲内、なかでも10nm〜1000nmの範囲内、特に10nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。   The thickness of such a catalyst layer is preferably in the range of 1 nm to 10 μm, more preferably in the range of 10 nm to 1000 nm, and particularly preferably in the range of 10 nm to 500 nm.

(3)電解質層
本態様に用いられる電解質層は、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に形成されるものであり、酸化還元対を含むものである。
(3) Electrolyte layer The electrolyte layer used in this embodiment is formed between the oxide semiconductor electrode substrate and the counter electrode substrate, and includes an oxidation-reduction pair.

本態様における電解質層に用いられる酸化還元対は、ヨウ素およびヨウ化物の組合せである。このようなヨウ素およびヨウ化物の組合せとしては、例えば、LiI、NaI、KI、CaI等の金属ヨウ化物と、Iとの組合せを挙げることができる。 The redox couple used for the electrolyte layer in this embodiment is a combination of iodine and iodide. The combination of such iodine and iodide, for example, can be cited LiI, NaI, KI, and metal iodide such as CaI 2, a combination of I 2.

本態様における電解質層には、上記酸化還元対以外のその他の化合物として、架橋剤、光重合開始剤、増粘剤、常温融解塩等の添加剤を含有していてもよい。   The electrolyte layer in this embodiment may contain additives such as a crosslinking agent, a photopolymerization initiator, a thickener, and a room temperature molten salt as other compounds other than the redox couple.

本態様に用いられる電解質層は、ゲル状、固体状または液体状のいずれの形態からなる電解質層であってもよい。   The electrolyte layer used in this embodiment may be an electrolyte layer having any form of gel, solid or liquid.

(4)その他の部材
本態様の色素増感型太陽電池は、上述した酸化物半導体電極基板、対極基板、および電解質層を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な部材を適宜追加することができる。このような部材としては、色素増感型太陽電池の端部を封止するために用いられるシール剤等を挙げることができる。
(4) Other members The dye-sensitized solar cell of the present embodiment is not particularly limited as long as it has the above-described oxide semiconductor electrode substrate, counter electrode substrate, and electrolyte layer. Can be added. Examples of such a member include a sealing agent used for sealing an end portion of the dye-sensitized solar cell.

2.第2態様の色素増感型太陽電池
次に、第2態様の色素増感型太陽電池について説明する。
本態様の色素増感型太陽電池は、上記第2電極基材が上記導電基材を電極層として有するものであり、上記第1電極基材が透明性を有する基材であるものである。
2. Next, the dye-sensitized solar cell of the second embodiment will be described.
In the dye-sensitized solar cell of this embodiment, the second electrode base material has the conductive base material as an electrode layer, and the first electrode base material is a transparent base material.

本態様の色素増感型太陽電池について、図を用いて説明する。
図4は本態様の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。図4に示すように、本態様の色素増感型太陽電池100は、透明基材111bおよび透明基材111b上に形成された透明電極層111aを有する第1電極基材111、および透明電極層111a上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、導電基材1を電極層として有する第2電極基材121を有する対極基板とが、多孔質層112および第2電極基材121が対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されているものである。また、導電基材1は、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層1b、および第1金属層1b上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層1aを有するものである。また、多孔質層112は、第2金属層1aと対向するように配置されるものである。
また、図4に示すように、色素増感型太陽電池100の端部は、通常、シール剤104等を用いて封止がされるものである。
The dye-sensitized solar cell of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the dye-sensitized solar cell of this embodiment. As shown in FIG. 4, the dye-sensitized solar cell 100 of this embodiment includes a transparent base layer 111b, a first electrode base 111 having a transparent electrode layer 111a formed on the transparent base 111b, and a transparent electrode layer. An oxide semiconductor electrode substrate 110 having a porous layer 112 containing metal oxide semiconductor fine particles formed on 111a and carrying a dye sensitizer, and a second electrode substrate having the conductive substrate 1 as an electrode layer The counter electrode substrate 121 is disposed so that the porous layer 112 and the second electrode base material 121 face each other, and an electrolyte layer 103 including a redox pair is provided between the oxide semiconductor electrode substrate 110 and the counter electrode substrate. Is formed. The conductive substrate 1 is formed on the first metal layer 1b made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, and the first metal layer 1b. Ti, Cr, Ni, Mo, Ta , W, Nb, and Pt, and has a second metal layer 1a having a thickness of 500 nm or less. The porous layer 112 is disposed so as to face the second metal layer 1a.
Moreover, as shown in FIG. 4, the edge part of the dye-sensitized solar cell 100 is normally sealed using the sealing agent 104 grade | etc.,.

本態様に用いられる電解質層、およびその他の部材については、「1.第1態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるのでここでの記載は省略する。
以下、本態様に用いられる酸化物半導体電極基板および対極基板についてそれぞれ説明する。
The electrolyte layer and other members used in this embodiment can be the same as those described in the section of “1. Dye-sensitized solar cell of the first embodiment”, so description thereof is omitted here. .
Hereinafter, each of the oxide semiconductor electrode substrate and the counter electrode substrate used in this embodiment will be described.

(1)対極基板
本態様に用いられる対極基板は少なくとも第2電極基材を有するものである。
また、本態様において、上記第2電極基材は導電基材を電極層として有するものである。上記導電基材については、「A.色素増感型太陽電池用導電基材」の項で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
(1) Counter electrode substrate The counter electrode substrate used in this embodiment has at least a second electrode base material.
Moreover, in this aspect, the second electrode substrate has a conductive substrate as an electrode layer. The conductive base material is the same as that described in the section “A. Conductive base material for dye-sensitized solar cell”, and the description thereof is omitted here.

また、本態様においては、上記導電基材中に形成された第2金属層が触媒層と同様の作用効果を奏することから、上記導電基材に別途触媒層を形成しなくてもよいものであるが、より発電効率を向上させるために設けてもよい。上記触媒層については「1.第1態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   Moreover, in this aspect, since the 2nd metal layer formed in the said electrically conductive base material has the same effect as a catalyst layer, it is not necessary to form a separate catalyst layer in the said electrically conductive base material. However, it may be provided to further improve the power generation efficiency. The catalyst layer can be the same as that described in the section “1. Dye-sensitized solar cell of the first aspect”, and thus the description thereof is omitted here.

(2)酸化物半導体電極基板
本態様に用いられる酸化物半導体電極基板は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有するものである。また、本態様においては、上記第1電極基材として透明性を有する基材を用いるものである。
(2) Oxide Semiconductor Electrode Substrate The oxide semiconductor electrode substrate used in this aspect is formed on a first electrode base material having a function as an electrode and the first electrode base material, and a dye sensitizer is loaded on the surface. It has a porous layer containing the held metal oxide semiconductor fine particles. In this embodiment, a transparent substrate is used as the first electrode substrate.

上記透明性を有する基材については、「1.第1態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。また、上記第1電極基材としては、「B.色素増感型太陽電池用透明性導電基材」で説明した色素増感型太陽電池用透明性導電基材を用いることができる。   About the base material which has the said transparency, since it can be the same as that of what was demonstrated in the term of "1. Dye-sensitized solar cell of 1st aspect", description here is abbreviate | omitted. Further, as the first electrode base material, the transparent conductive base material for dye-sensitized solar cell described in “B. Transparent conductive base material for dye-sensitized solar cell” can be used.

また、本態様に用いられる多孔質層についても、「1.第1態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   Further, the porous layer used in this embodiment can be the same as that described in the section “1. Dye-sensitized solar cell of the first embodiment”, and thus the description thereof is omitted here.

3.その他
本実施態様の色素増感型太陽電池としては、上述した第1態様の色素増感型太陽電池と、第2態様の色素増感型太陽電池とのうち、第1態様の色素増感型太陽電池であることがより好ましい。上記第1態様の色素増感型太陽電池は発電効率により優れたものであるからである。
3. Others As the dye-sensitized solar cell of the present embodiment, the dye-sensitized solar cell of the first embodiment among the dye-sensitized solar cell of the first embodiment and the dye-sensitized solar cell of the second embodiment described above. A solar cell is more preferable. This is because the dye-sensitized solar cell of the first aspect is superior in power generation efficiency.

II.第2実施態様の色素増感型太陽電池
本実施態様の色素増感型太陽電池は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、上記多孔質層および上記第2電極基材が対向するように配置されており、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、上記第1電極基材または上記第2電極基材の少なくとも一方が、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および上記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層とを有する色素増感型太陽電池用透明性導電基材(以下、この項においては、単に透明性導電基材と称する場合がある。)であることを特徴とするものである。
II. Dye-sensitized solar cell according to the second embodiment The dye-sensitized solar cell according to the present embodiment is formed on the first electrode base material having a function as an electrode and the first electrode base material. An oxide semiconductor electrode substrate having a porous layer containing metal oxide semiconductor fine particles carrying a sensitizer and a counter electrode substrate having a second electrode base material having at least a function as an electrode are the porous layer. And a dye-sensitized solar cell in which an electrolyte layer including a redox pair is formed between the oxide semiconductor electrode substrate and the counter electrode substrate. And at least one of the first electrode substrate and the second electrode substrate is formed in a mesh shape on the transparent substrate, the transparent electrode layer formed on the transparent substrate, and the transparent electrode layer. a specific resistance of 6 × 10 -6 Ω · m or less of the metal And a mesh-like metal layer formed on the mesh-like metal layer and made of any one of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt and having a thickness of 500 nm or less. It is a transparent conductive substrate for dye-sensitized solar cells having an auxiliary metal layer having two metal layers (hereinafter, it may be simply referred to as a transparent conductive substrate in this section). To do.

本実施態様によれば、上記第1電極基材または上記第2電極基材の少なくとも一方が上記透明性導電基材であることにより、上記電解質層中のヨウ化物イオンに対する耐腐食性が高く、色素増感型太陽電池の曲線因子の低下を防止し、発電効率の高い高品質な色素増感型太陽電池とすることが可能である。
本実施態様の色素増感型太陽電池における曲線因子については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
According to this embodiment, when at least one of the first electrode substrate or the second electrode substrate is the transparent conductive substrate, the corrosion resistance to iodide ions in the electrolyte layer is high, It is possible to prevent a decrease in the fill factor of the dye-sensitized solar cell and to obtain a high-quality dye-sensitized solar cell with high power generation efficiency.
The fill factor in the dye-sensitized solar cell of the present embodiment can be the same as that described in the section “I. Dye-sensitized solar cell of the first embodiment”, and is therefore described here. Is omitted.

本実施態様の色素増感型太陽電池としては、具体的には、少なくとも第1電極基材が、上記透明性導電基材である態様(以下、第3態様とする。)と、少なくとも第2電極基材が、上記透明性導電基材である態様(以下、第4態様とする。)と、との2つの態様が考えられる。以下、各態様についてそれぞれ説明する。   Specifically, in the dye-sensitized solar cell of this embodiment, at least the first electrode base material is the above-described transparent conductive base material (hereinafter referred to as the third aspect), and at least the second. There are two possible modes: the mode in which the electrode base is the transparent conductive base (hereinafter referred to as the fourth mode). Hereinafter, each aspect will be described.

1.第3態様の色素増感型太陽電池
本態様の色素増感型太陽電池は、少なくとも第1電極基材が、上記透明性導電基材であることを特徴とするものである。
1. Dye-sensitized solar cell according to the third aspect The dye-sensitized solar cell according to the present aspect is characterized in that at least the first electrode base material is the transparent conductive base material.

本態様の色素増感型太陽電池について、図を用いて説明する。
図5は本態様の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。図5に示すように、本態様の色素増感型太陽電池100は、透明性導電基材2からなる第1電極基材111、および第1電極基材111上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、第1金属層1bおよび第2金属層1aを有する導電基材1を電極層として有する第2電極基材121からなる対極基板とが、多孔質層112および導電基材1の第2金属層1aが対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されているものである。また、透明性導電基材2は、透明基材2b、透明基材2b上に形成された透明電極層2a、透明電極層2a上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層2c、およびメッシュ状金属層2c上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層2dを有するものである。なお、導電基材1については、図3で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
また、図5に示すように、色素増感型太陽電池100の端部は、通常、シール剤104等を用いて封止がされるものである。
The dye-sensitized solar cell of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the dye-sensitized solar cell of this embodiment. As shown in FIG. 5, the dye-sensitized solar cell 100 of this embodiment is formed on a first electrode base 111 made of a transparent conductive base 2 and the first electrode base 111, and is a dye sensitizer. The oxide semiconductor electrode substrate 110 having the porous layer 112 containing the metal oxide semiconductor fine particles supported thereon, and the conductive substrate 1 having the first metal layer 1b and the second metal layer 1a as a second electrode layer. The counter electrode substrate made of the electrode base material 121 is disposed so that the porous layer 112 and the second metal layer 1a of the conductive base material 1 face each other, and the redox is provided between the oxide semiconductor electrode substrate 110 and the counter electrode substrate. An electrolyte layer 103 including a pair is formed. Moreover, the transparent conductive base material 2 is formed in a mesh shape on the transparent base material 2b, the transparent electrode layer 2a formed on the transparent base material 2b, and the transparent electrode layer 2a, and has a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω. A mesh-like metal layer 2c made of metal of m or less, and formed on the mesh-like metal layer 2c, made of any metal of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt, and having a thickness Has a second metal layer 2d having a thickness of 500 nm or less. In addition, about the electrically conductive base material 1, since it can be set as the thing demonstrated in FIG. 3, description here is abbreviate | omitted.
Moreover, as shown in FIG. 5, the edge part of the dye-sensitized solar cell 100 is normally sealed using the sealing agent 104 grade | etc.,.

本態様によれば、上記第1電極基材が透明性導電基材を電極層として有することから、本態様の色素増感型太陽電池の発電効率をより高いものとすることができる。この理由については、第1態様の色素増感型太陽電池の項で説明した理由と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
以下、本態様の色素増感型太陽電池に用いられる各部材についてそれぞれ説明する。
According to this aspect, since the said 1st electrode base material has a transparent conductive base material as an electrode layer, the electric power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell of this aspect can be made higher. The reason for this can be the same as the reason described in the section of the dye-sensitized solar cell of the first aspect, and thus the description thereof is omitted here.
Hereinafter, each member used for the dye-sensitized solar cell of this embodiment will be described.

(1)酸化物半導体電極基板
本態様に用いられる酸化物半導体電極基板は、第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有するものである。ここで、上記多孔質層については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(1) Oxide Semiconductor Electrode Substrate The oxide semiconductor electrode substrate used in this embodiment is a first electrode base material and a metal oxide formed on the first electrode base material and carrying a dye sensitizer. It has a porous layer containing semiconductor fine particles. Here, the porous layer can be the same as that described in the section “I. Dye-sensitized solar cell of the first embodiment”, and thus the description thereof is omitted here.

また、本態様に用いられる第1電極基材は、透明性導電基材である。
このような透明性導電基材については、「B.色素増感型太陽電池用透明性導電基材」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
Moreover, the 1st electrode base material used for this aspect is a transparent conductive base material.
Such a transparent conductive base material can be the same as that described in the section “B. Transparent conductive base material for dye-sensitized solar cell”, and the description thereof is omitted here.

(2)対極基板
本態様に用いられる対極基板は、少なくとも第2電極基材を有するものである。
(2) Counter electrode substrate The counter electrode substrate used in this embodiment has at least a second electrode base material.

本態様の色素増感型太陽電池は、第1電極基材が透明性を有する基材であることから、第2電極基材については、透明性を有する基材と透明性を有しない基材とのいずれも用いることが可能である。上記第2電極基材としては、例えば透明性を有する基材の場合は、上記第1態様の色素増感型太陽電池の項で説明した第2電極基材と同様とすることができるのでここでの説明は省略する。   In the dye-sensitized solar cell of this embodiment, since the first electrode substrate is a transparent substrate, the second electrode substrate is a transparent substrate and a non-transparent substrate. Both of these can be used. For example, in the case of a transparent substrate, the second electrode substrate can be the same as the second electrode substrate described in the section of the dye-sensitized solar cell of the first aspect. The description in is omitted.

また、透明性を有しない基材の場合は、ヨウ化物イオンに対する耐腐食性を有する金属層を有する基板等を挙げることができるが、そのなかでも、「A.色素増感型太陽電池用導電基材」に記載の色素増感型太陽電池用導電基材を用いることが好ましい。上記色素増感型太陽電池用導電基材は、低コストであり、ヨウ化物イオンに対する耐腐食性が高く、かつ、色素増感型太陽電池の変換効率の低下を防止することが可能であるからである。   In the case of a substrate having no transparency, examples include a substrate having a metal layer having corrosion resistance against iodide ions. Among them, “A. Conductivity for dye-sensitized solar cell”. It is preferable to use the conductive substrate for a dye-sensitized solar cell described in “Substrate”. The conductive substrate for the dye-sensitized solar cell is low in cost, has high corrosion resistance against iodide ions, and can prevent a decrease in conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell. It is.

また、上記第2電極基材が、上記色素増感型太陽電池用導電基材や上記透明性導電基材である場合には、上記第2金属層が上記触媒層と同様の作用効果を奏することから、触媒層については必ずしも形成しなくてもよいが、上記色素増感型太陽電池の発電効率をより高いものとするために形成してもよい。なお、上記触媒層については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   Further, when the second electrode substrate is the conductive substrate for dye-sensitized solar cell or the transparent conductive substrate, the second metal layer has the same effect as the catalyst layer. Therefore, the catalyst layer does not necessarily have to be formed, but may be formed in order to increase the power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell. The catalyst layer can be the same as that described in the section “I. Dye-sensitized solar cell of the first embodiment”, and the description thereof is omitted here.

(3)電解質層
本態様に用いられる電解質層については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(3) Electrolyte layer The electrolyte layer used in this embodiment can be the same as that described in the section of “I. Dye-sensitized solar cell of the first embodiment”, so the description here is Omitted.

2.第4態様の色素増感型太陽電池
本態様の色素増感型太陽電池は、少なくとも第2電極基材が、透明性導電基材であることを特徴とするものである。
2. Dye-sensitized solar cell of the fourth aspect The dye-sensitized solar cell of the present aspect is characterized in that at least the second electrode substrate is a transparent conductive substrate.

本態様の色素増感型太陽電池について、図を用いて説明する。
図6は本態様の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。図6に示すように、本態様の色素増感型太陽電池100は、導電基材1を電極層として有する第1電極基材111、および第1電極基材111上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、透明性導電基材2からなる第2電極基材121を有する対極基板とが、多孔質層112および透明性導電基材2が対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されているものである。また、透明性導電基材2は、透明基材2b、透明基材2b上に形成された透明電極層2a、透明電極層2a上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層2c、およびメッシュ状金属層2c上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層2dを有するものである。なお、導電基材1については、図3で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
また、図6に示すように、色素増感型太陽電池100の端部は、通常、シール剤104等を用いて封止がされるものである。
以下、本態様の色素増感型太陽電池に用いられる各部材についてそれぞれ説明する。
The dye-sensitized solar cell of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of the dye-sensitized solar cell of this embodiment. As shown in FIG. 6, the dye-sensitized solar cell 100 of this embodiment is formed on a first electrode substrate 111 having the conductive substrate 1 as an electrode layer, and the first electrode substrate 111, and is dye-sensitized. An oxide semiconductor electrode substrate 110 having a porous layer 112 containing metal oxide semiconductor fine particles carrying an agent and a counter electrode substrate having a second electrode substrate 121 made of a transparent conductive substrate 2 are porous. The layer 112 and the transparent conductive substrate 2 are disposed so as to face each other, and an electrolyte layer 103 including a redox pair is formed between the oxide semiconductor electrode substrate 110 and the counter electrode substrate. Moreover, the transparent conductive base material 2 is formed in a mesh shape on the transparent base material 2b, the transparent electrode layer 2a formed on the transparent base material 2b, and the transparent electrode layer 2a, and has a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω. A mesh-like metal layer 2c made of metal of m or less, and formed on the mesh-like metal layer 2c, made of any metal of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt, and having a thickness Has a second metal layer 2d having a thickness of 500 nm or less. In addition, about the electrically conductive base material 1, since it can be set as the thing demonstrated in FIG. 3, description here is abbreviate | omitted.
Moreover, as shown in FIG. 6, the edge part of the dye-sensitized solar cell 100 is normally sealed using the sealing agent 104 grade | etc.,.
Hereinafter, each member used for the dye-sensitized solar cell of this embodiment will be described.

(1)対極基板
本態様に用いられる対極基板は、少なくとも第2電極基材を有するものである。また、本態様においては、上記第2電極基材が透明性導電基材である。
(1) Counter electrode substrate The counter electrode substrate used in this embodiment has at least a second electrode base material. Moreover, in this aspect, the said 2nd electrode base material is a transparent conductive base material.

本態様に用いられる透明性導電基材については、「B.色素増感型太陽電池用透明性導電基材」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   The transparent conductive substrate used in this embodiment can be the same as that described in the section “B. Transparent conductive substrate for dye-sensitized solar cell”, and the description here is omitted. To do.

また、本態様においては、上記透明性導電基材の第2金属層が触媒層と同様の作用効果を奏することから、上記触媒層については、必ずしも形成する必要はないが、上記色素増感型太陽電池の発電効率をより高いものとするために形成してもよい。   In this embodiment, since the second metal layer of the transparent conductive substrate exhibits the same effect as the catalyst layer, the catalyst layer is not necessarily formed, but the dye-sensitized type You may form in order to make the power generation efficiency of a solar cell higher.

(2)酸化物半導体電極基板
本態様に用いられる酸化物半導体電極基板は、第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有するものである。ここで、上記多孔質層については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(2) Oxide Semiconductor Electrode Substrate The oxide semiconductor electrode substrate used in this embodiment is a first electrode base material and a metal oxide formed on the first electrode base material and carrying a dye sensitizer. It has a porous layer containing semiconductor fine particles. Here, the porous layer can be the same as that described in the section “I. Dye-sensitized solar cell of the first embodiment”, and thus the description thereof is omitted here.

本態様の色素増感型太陽電池は、第2電極基材が透明性を有する基材であることから、第1電極基材については、透明性を有する基材と透明性を有しない基材とのいずれも用いることが可能である。上記第1電極基材としては、例えば透明性を有する基材の場合は、上記第2態様の色素増感型太陽電池の項で説明した第1電極基材と同様とすることができるのでここでの説明は省略する。   In the dye-sensitized solar cell of this embodiment, since the second electrode substrate is a transparent substrate, the first electrode substrate is a transparent substrate and a non-transparent substrate. Both of these can be used. As the first electrode substrate, for example, in the case of a transparent substrate, the first electrode substrate can be the same as the first electrode substrate described in the section of the dye-sensitized solar cell of the second aspect. The description in is omitted.

また、透明性を有しない基材の場合は、ヨウ化物イオンに対する耐腐食性を有する金属層を有する基板等を挙げることができるが、そのなかでも、「A.色素増感型太陽電池用導電基材」に記載の色素増感型太陽電池用導電基材を用いることが好ましい。上記色素増感型太陽電池用導電基材は、低コストであり、ヨウ化物イオンに対する耐腐食性が高く、かつ、色素増感型太陽電池の変換効率の低下を防止することが可能であるからである。   In the case of a substrate having no transparency, examples include a substrate having a metal layer having corrosion resistance against iodide ions. Among them, “A. Conductivity for dye-sensitized solar cell”. It is preferable to use the conductive substrate for a dye-sensitized solar cell described in “Substrate”. The conductive substrate for the dye-sensitized solar cell is low in cost, has high corrosion resistance against iodide ions, and can prevent a decrease in conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell. It is.

(3)電解質層
本態様に用いられる電解質層については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(3) Electrolyte layer The electrolyte layer used in this embodiment can be the same as that described in the section of “I. Dye-sensitized solar cell of the first embodiment”, so the description here is Omitted.

3.その他
本発明の色素増感型太陽電池としては、上述した第3態様の色素増感型太陽電池と、第4態様の色素増感型太陽電池とのうち、第3態様の色素増感型太陽電池であることがより好ましい。上記第3態様の色素増感型太陽電池は発電効率により優れたものであるからである。
3. Others As the dye-sensitized solar cell of the present invention, among the dye-sensitized solar cell of the third aspect described above and the dye-sensitized solar cell of the fourth aspect, the dye-sensitized solar cell of the third aspect More preferably, it is a battery. This is because the dye-sensitized solar cell of the third aspect is more excellent in power generation efficiency.

III.その他
本発明の色素増感型太陽電池の製造方法としては、上述した構成を有する色素増感型太陽電池を製造することができるのであれば特に限定されるものではなく、例えば、上記酸化物半導体電極基板と、上記対極基板とを多孔質層および第2電極基材が対向するように配置してシール剤で封止し、次いで液体状またはゲル状の電解質を酸化物半導体電極基板および対極基板の間に注入することによって電解質層を形成することにより色素増感型太陽電池を製造する製造方法を挙げることができる。
また例えば、上記酸化物半導体電極基板の多孔質層上に固体状の電解質層材料を塗布して乾燥させることにより固体電解質層を形成し、ついで、上記酸化物半導体電極基板および対極基板を上記固体電解質層および第2電極基材が対向するように接触させて配置することにより色素増感型太陽電池を製造する製造方法を挙げることができる。
III. Others The method for producing the dye-sensitized solar cell of the present invention is not particularly limited as long as the dye-sensitized solar cell having the above-described configuration can be produced. For example, the above oxide semiconductor The electrode substrate and the counter electrode substrate are arranged so that the porous layer and the second electrode base material face each other and sealed with a sealant, and then the liquid or gel electrolyte is placed on the oxide semiconductor electrode substrate and the counter electrode substrate. The manufacturing method which manufactures a dye-sensitized solar cell by forming an electrolyte layer by inject | pouring between can be mentioned.
Further, for example, a solid electrolyte layer material is applied on the porous layer of the oxide semiconductor electrode substrate and dried to form a solid electrolyte layer, and then the oxide semiconductor electrode substrate and the counter electrode substrate are formed into the solid electrode. The manufacturing method which manufactures a dye-sensitized solar cell by making it contact and arrange | position so that an electrolyte layer and a 2nd electrode base material may oppose can be mentioned.

なお、上記に挙げた色素増感型太陽電池の製造方法はいずれも一例であり、本発明においては、他の一般的な色素増感型太陽電池の製造方法を用いることが可能である。   In addition, all the manufacturing methods of the dye-sensitized solar cell mentioned above are examples, and it is possible to use the other general manufacturing method of a dye-sensitized solar cell in this invention.

D.色素増感型太陽電池モジュール
本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、「C.色素増感型太陽電池」の項で記載した色素増感型太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とするものである。
D. Dye-sensitized solar cell module The dye-sensitized solar cell module of the present invention comprises a plurality of dye-sensitized solar cells described in the section “C. Dye-sensitized solar cell”. It is what.

本発明の色素増感型太陽電池モジュールとしては、上述した「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」を用いた態様(以下、第3実施態様の色素増感型太陽電池モジュールと称する。)と、「II.第2実施態様の色素増感型太陽電池」を用いた態様(以下、第4実施態様の色素増感型太陽電池モジュールと称する。)との2つの実施態様を挙げることができる。なお、以下の記載においては、色素増感型太陽電池用導電基材を単に導電基材、色素増感型太陽電池用透明性導電基材を単に透明性導電基材と称して説明する場合がある。   As the dye-sensitized solar cell module of the present invention, an embodiment using the above-mentioned “I. Dye-sensitized solar cell of the first embodiment” (hereinafter, the dye-sensitized solar cell module of the third embodiment and ) And an embodiment using “II. Dye-sensitized solar cell of the second embodiment” (hereinafter referred to as a dye-sensitized solar cell module of the fourth embodiment). Can be mentioned. In the following description, the dye-sensitized solar cell conductive substrate may be simply referred to as a conductive substrate, and the dye-sensitized solar cell transparent conductive substrate may be simply referred to as a transparent conductive substrate. is there.

本発明における第3実施態様の色素増感型太陽電池モジュールについて図を用いて説明する。図7は、本発明の第3実施態様の色素増感型太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。本発明の色素増感型太陽電池モジュール200は、導電基材1を電極層として有する第1電極基材111、および第1電極基材111上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、透明基材121bおよび透明電極層121aを有する第2電極基材121、および、透明電極層121a上に形成された触媒層122を有する対極基板120とが、多孔質層112および触媒層122が対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板120の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されている色素増感型太陽電池100が、並列に複数個連結されてなるものである。なお、導電基材1については、図3で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
また、図7に示すように、通常、色素増感型太陽電池モジュール200の端部はシール剤104等を用いて封止がされ、各色素増感型太陽電池100の間には隔壁105が形成される。なお、図7においては、第1電極基材が導電基材1を電極層として有し、第2電極基材が透明性を有する基材である場合について示しているが、図示はしないが、第1電極基材が透明性を有する基材であり、第2電極基材が導電基材1であってもよい。また、図示しないが、本発明の第3実施態様の色素増感型太陽電池モジュールとしては、色素増感型太陽電池100が直列に複数個連結されていてもよい。
A dye-sensitized solar cell module according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the dye-sensitized solar cell module according to the third embodiment of the present invention. The dye-sensitized solar cell module 200 of the present invention is formed on the first electrode substrate 111 having the conductive substrate 1 as an electrode layer, and the first electrode substrate 111, and the dye-sensitized agent is carried thereon. Formed on the oxide semiconductor electrode substrate 110 having the porous layer 112 containing metal oxide semiconductor fine particles, the second electrode substrate 121 having the transparent substrate 121b and the transparent electrode layer 121a, and the transparent electrode layer 121a The counter electrode substrate 120 having the catalyst layer 122 is disposed so that the porous layer 112 and the catalyst layer 122 face each other, and the electrolyte layer 103 includes a redox pair between the oxide semiconductor electrode substrate 110 and the counter electrode substrate 120. Is formed by connecting a plurality of dye-sensitized solar cells 100 in parallel. In addition, about the electrically conductive base material 1, since it can be set as the thing demonstrated in FIG. 3, description here is abbreviate | omitted.
In addition, as shown in FIG. 7, the end portion of the dye-sensitized solar cell module 200 is usually sealed with a sealant 104 or the like, and a partition wall 105 is provided between the dye-sensitized solar cells 100. It is formed. In addition, in FIG. 7, although it has shown about the case where the 1st electrode base material has the electroconductive base material 1 as an electrode layer and the 2nd electrode base material is a base material which has transparency, although not illustrated, The first electrode substrate may be a transparent substrate, and the second electrode substrate may be the conductive substrate 1. Although not shown, as the dye-sensitized solar cell module according to the third embodiment of the present invention, a plurality of dye-sensitized solar cells 100 may be connected in series.

また、本発明における第4実施態様の色素増感型太陽電池モジュールについて図を用いて説明する。図8は、本発明の第4実施態様の色素増感型太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。本発明の色素増感型太陽電池モジュール200は、透明性導電基材2からなる第1電極基材111、および第1電極基材111上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、第1金属層1bおよび第2金属層1aを有する導電基材1を電極層として有する第2電極基材121からなる対極基板とが、多孔質層112および導電基材1の第2金属層1aが対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されている色素増感型太陽電池100が並列に複数個連結されてなるものである。なお、透明性導電基材2については、図5で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。また、導電基材1については、図3で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
また、図8に示すように、通常、色素増感型太陽電池モジュール300の端部はシール剤104等で封止がされ、各色素増感型太陽電池100の間には隔壁105が形成されるものである。
また、図8においては、第1電極基材111が透明性導電基材2であり、第2電極基材121が導電基材1である場合について示しているが、本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、上記の態様に限らず、図示はしないが、第1電極基材または第2電極基材の少なくとも一方が、透明性導電基材であればよいものである。また、図示はしないが、本発明の第4実施態様の色素増感型太陽電池モジュールは、色素増感型太陽電池が直列に複数個連結されていてもよい。
Moreover, the dye-sensitized solar cell module of the 4th embodiment in this invention is demonstrated using figures. FIG. 8 is a schematic sectional view showing an example of the dye-sensitized solar cell module according to the fourth embodiment of the present invention. The dye-sensitized solar cell module 200 of the present invention includes a first electrode substrate 111 made of a transparent conductive substrate 2, and a metal formed on the first electrode substrate 111 and carrying a dye sensitizer. An oxide semiconductor electrode substrate 110 having a porous layer 112 containing oxide semiconductor fine particles, and a second electrode substrate 121 having a conductive substrate 1 having a first metal layer 1b and a second metal layer 1a as electrode layers. The counter electrode substrate is disposed so that the porous layer 112 and the second metal layer 1a of the conductive base material 1 are opposed to each other, and the electrolyte layer 103 includes a redox pair between the oxide semiconductor electrode substrate 110 and the counter electrode substrate. Is formed by connecting a plurality of dye-sensitized solar cells 100 formed in parallel. Note that the transparent conductive substrate 2 can be the same as that described with reference to FIG. In addition, the conductive base material 1 can be the same as that described in FIG.
In addition, as shown in FIG. 8, the end portion of the dye-sensitized solar cell module 300 is usually sealed with a sealant 104 or the like, and a partition wall 105 is formed between the dye-sensitized solar cells 100. Is.
8 shows the case where the first electrode base 111 is the transparent conductive base 2 and the second electrode base 121 is the conductive base 1, the dye-sensitized type of the present invention. Although not shown in the drawings, the solar cell module is not limited to the above embodiment, but at least one of the first electrode substrate and the second electrode substrate may be a transparent conductive substrate. Although not shown, the dye-sensitized solar cell module according to the fourth embodiment of the present invention may include a plurality of dye-sensitized solar cells connected in series.

本発明によれば、上述したいずれの実施態様の色素増感型太陽電池が用いられた場合も、電極基材が電解質層中のヨウ化物イオンの腐食による影響を受けにくく、経時的な劣化の少ないものであることから、高品質な色素増感型太陽電池モジュールとすることができる。また、上記色素増感型太陽電池は、発電効率の高いものであることからも、高品質な色素増感型太陽電池用モジュールとすることが可能である。   According to the present invention, even when the dye-sensitized solar cell of any of the above-described embodiments is used, the electrode base material is not easily affected by the corrosion of iodide ions in the electrolyte layer, and is deteriorated with time. Since there are few things, it can be set as a high quality dye-sensitized solar cell module. Moreover, since the said dye-sensitized solar cell is a thing with high electric power generation efficiency, it can be set as the module for high quality dye-sensitized solar cells.

本発明に用いられる色素増感型太陽電池については、「C.色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。   The dye-sensitized solar cell used in the present invention can be the same as that described in the section “C. Dye-sensitized solar cell”, and thus description thereof is omitted here.

本発明において、複数個の色素増感型太陽電池が連結された態様としては、本発明の色素増感型太陽電池モジュールにより所望の起電力を得ることができるものであれば特に限定されるものではない。このような態様としては、個々の色素増感型太陽電池が直列に連結された態様であってもよく、あるいは並列で連結されたものであってもよい。   In the present invention, a mode in which a plurality of dye-sensitized solar cells are connected is particularly limited as long as a desired electromotive force can be obtained by the dye-sensitized solar cell module of the present invention. is not. Such an embodiment may be an embodiment in which individual dye-sensitized solar cells are connected in series, or may be connected in parallel.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the case. It is included in the technical scope of the invention.

以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

[実施例1]
第1金属層として厚み50μmのステンレス鋼基材(SUS304、比抵抗0.7×10−6Ω・m)を用い、上記ステンレス鋼基材上に、第2金属層として厚み15nmのCr層を真空蒸着により形成して色素増感型太陽電池用導電基材を得た。
[Example 1]
A stainless steel substrate (SUS304, specific resistance 0.7 × 10 −6 Ω · m) having a thickness of 50 μm is used as the first metal layer, and a Cr layer having a thickness of 15 nm is formed as the second metal layer on the stainless steel substrate. A conductive substrate for a dye-sensitized solar cell was obtained by vacuum deposition.

TiO微粒子(日本アエロジル社製P25)をエタノールで分散したインキに、ポリビニルピロリドン(日本触媒社製K−90)を固形分比で5%添加し、多孔質層形成用塗工液を得た。次いで、第1電極基材として上記色素増感型太陽電池用導電基材を用意し、上記色素増感型太陽電池用導電基材のCr層上に、上記多孔質層形成用塗工液をドクターブレードを用いて10mm×10mmの面積で塗布した後120℃で乾燥し、厚み7μmの多孔質層形成用層を得た。次に、上記多孔質層形成用層に、プレス機で0.1t/cmの圧力を加えた。次にプレス後の多孔質層形成用層を500℃で30分間焼成した。 Polyvinylpyrrolidone (K-90 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was added to the ink in which TiO 2 fine particles (P25 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) were dispersed in ethanol, in a solid content ratio to obtain a coating solution for forming a porous layer. . Next, the conductive substrate for the dye-sensitized solar cell is prepared as the first electrode substrate, and the porous layer forming coating solution is applied on the Cr layer of the conductive substrate for the dye-sensitized solar cell. It apply | coated by the area of 10 mm x 10 mm using a doctor blade, Then, it dried at 120 degreeC and the layer for porous layer formation of thickness 7 micrometers was obtained. Next, a pressure of 0.1 t / cm was applied to the porous layer forming layer with a press. Next, the layer for forming a porous layer after pressing was fired at 500 ° C. for 30 minutes.

有機色素(三菱製紙社製 D358)をアセトニトリル/t−ブタノール=1/1の混合溶媒で3.0×10−4mol/lの濃度となるように溶解させて色素増感剤溶液を調製し、その色素増感剤溶液に上記多孔質層形成用層を3時間浸漬させた。浸漬後、色素増感剤溶液から引き上げ、多孔質層形成用層に付着した色素増感剤溶液をアセトニトリルで洗浄し、風乾した。これにより多孔質層を形成し、酸化物半導体電極基板を得た。 A dye sensitizer solution was prepared by dissolving an organic dye (D358 manufactured by Mitsubishi Paper Industries Co., Ltd.) in a mixed solvent of acetonitrile / t-butanol = 1/1 to a concentration of 3.0 × 10 −4 mol / l. The porous layer forming layer was immersed in the dye sensitizer solution for 3 hours. After soaking, the dye sensitizer solution was pulled up from the dye sensitizer solution, and the dye sensitizer solution adhered to the porous layer forming layer was washed with acetonitrile and air-dried. Thereby, a porous layer was formed, and an oxide semiconductor electrode substrate was obtained.

カチオン性ヒドロキシセルロース(ダイセル化学社製ジェルナーQH200)0.14gをエタノール2.72gに溶解させた溶液に、ヨウ化カリウムを0.043g入れて、攪拌して溶解させた。次いで、その溶液に、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラシアノボレート(EMIm−B(CN))0.18g,1−プロピル−3−メチルイミダゾリウムアイオダイド(PMIm−I)0.5g、I0.025gを加えて、攪拌して溶解させた。これらにより、コーティング可能な電解質溶液を調製した。 0.043 g of potassium iodide was added to a solution prepared by dissolving 0.14 g of cationic hydroxy cellulose (Delcel Chemical Co., Ltd., Gelner QH200) in 2.72 g of ethanol, and dissolved by stirring. Next, 0.18 g of 1-ethyl-3-methylimidazolium tetracyanoborate (EMIm-B (CN) 4 ), 0.5 g of 1-propyl-3-methylimidazolium iodide (PMIm-I) was added to the solution. , 0.025 g of I 2 was added and dissolved by stirring. Thus, a coatable electrolyte solution was prepared.

導電性支持体(透明基材)としてPENフィルムを用い、PENフィルム上に透明電極層としてITO層が形成された第2電極基材を用意し、そのITO層上に白金を13Å(透過率72%)で積層することにより触媒層を形成し、対極基板を作製した。   A PEN film is used as a conductive support (transparent substrate), and a second electrode substrate having an ITO layer formed on the PEN film as a transparent electrode layer is prepared. %) To form a catalyst layer to produce a counter electrode substrate.

酸化物半導体電極基板の多孔質層(10mm×10mm)上に、電解質溶液をドクターブレードで塗工し、100℃で乾燥し、電解質層を形成した。電解質層と触媒層とが対向するように酸化物半導体電極基板および対極基板を貼り合わせてクリップで固定することにより、色素増感型太陽電池を得た。   On the porous layer (10 mm × 10 mm) of the oxide semiconductor electrode substrate, the electrolyte solution was applied with a doctor blade and dried at 100 ° C. to form an electrolyte layer. The oxide semiconductor electrode substrate and the counter electrode substrate were bonded together and fixed with clips so that the electrolyte layer and the catalyst layer faced to obtain a dye-sensitized solar cell.

[実施例2]
上記第2金属層を厚み50nmのCr層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
[Example 2]
A dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the second metal layer was a Cr layer having a thickness of 50 nm.

[実施例3]
上記第2金属層を厚み15nmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
[Example 3]
A dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the second metal layer was a Ti layer having a thickness of 15 nm.

[実施例4]
上記第2金属層を厚み50nmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
[Example 4]
A dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the second metal layer was a Ti layer having a thickness of 50 nm.

[実施例5]
上記第2金属層を厚み500nmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
[Example 5]
A dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the second metal layer was a Ti layer having a thickness of 500 nm.

[実施例6]
上記第2金属層を厚み250nmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
[Example 6]
A dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the second metal layer was a Ti layer having a thickness of 250 nm.

[比較例1]
第1電極基材として、厚み50μmのステンレス鋼基材(SUS304、比抵抗0.7×10−6Ω・m)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
[Comparative Example 1]
A dye-sensitized solar cell was obtained in the same manner as in Example 1 except that a 50 μm-thick stainless steel substrate (SUS304, specific resistance 0.7 × 10 −6 Ω · m) was used as the first electrode substrate. Was made.

[比較例2]
第1電極基材として、厚み50μmのTi基材(比抵抗0.7×10−6Ω・m)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
[Comparative Example 2]
A dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that a 50 μm-thick Ti substrate (specific resistance 0.7 × 10 −6 Ω · m) was used as the first electrode substrate. .

[比較例3]
上記第2金属層を厚み1μmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
[Comparative Example 3]
A dye-sensitized solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the second metal layer was a Ti layer having a thickness of 1 μm.

[評価]
実施例1〜実施例6、比較例1〜比較例3で作製した色素増感型太陽電池について、下記の方法で電池性能を測定した。
作製した色素増感型太陽電池の評価は、AM1.5、疑似太陽光(入射光強度100mW/cm)を光源として、ソースメジャーユニット(ケースレー2400型)にて電圧印加により電流電圧特性を測定し、得られた電流電圧特性から、変換効率及び曲線因子を求めた。なお、対極基板側から疑似太陽光を入射させて測定した。また、測定に用いた多孔質層の面積は1cm(10mm×10mm)である。
[Evaluation]
About the dye-sensitized solar cell produced in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, the battery performance was measured by the following method.
The dye-sensitized solar cell produced was evaluated by measuring the current-voltage characteristics by applying voltage with a source measure unit (Keutley 2400 type) using AM1.5 and artificial sunlight (incident light intensity of 100 mW / cm 2 ) as a light source. Then, the conversion efficiency and the fill factor were obtained from the obtained current-voltage characteristics. In addition, it measured by making pseudo sunlight inject from the counter-electrode board | substrate side. Moreover, the area of the porous layer used for the measurement is 1 cm 2 (10 mm × 10 mm).

また、導電基材の耐腐食性については、作製した色素増感型太陽電池を温度65℃、湿度85%R.H.に調整したオーブンで120時間保存した後、色素増感型太陽電池を分解して、多孔質層を除去して露出させた導電基材の表面を目視で観測し、金属の腐食の有無を評価した。表1に、腐食が無かったものについては○、腐食があったものについては×で示す。   Further, regarding the corrosion resistance of the conductive substrate, the produced dye-sensitized solar cell was subjected to a temperature of 65 ° C. and a humidity of 85% R.D. H. After 120 hours of storage in an oven adjusted to, the dye-sensitized solar cell is disassembled, the porous layer is removed and the exposed surface of the conductive substrate is visually observed to evaluate the presence or absence of metal corrosion did. In Table 1, the case where there was no corrosion is indicated by ○, and the case where there was corrosion is indicated by ×.

また、表1に、第2金属層を形成した後、導電基材の表面を目視で観測し、クラックの発生の有無を評価した結果を示す。クラックを生じたものについては×、クラックを生じていないものについては○で示す。なお、比較例2〜3については、第2金属層を形成していないので、クラックの有無は評価していない。   Moreover, after forming a 2nd metal layer, Table 1 shows the result of having observed the surface of the electrically conductive base material visually, and evaluating the presence or absence of the generation | occurrence | production of a crack. Those having cracks are indicated by ×, and those having no cracks are indicated by ◯. In addition, about the comparative examples 2-3, since the 2nd metal layer is not formed, the presence or absence of a crack is not evaluated.

Figure 2011192622
Figure 2011192622

表1より、比抵抗6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層上に、TiやCr等の金属からなる第2金属層を厚み500nm以下で形成させた色素増感型太陽電池用導電基材を電極基材としてに用いることにより極性因子の低下を防止し、発電効率の高い色素増感型太陽電池とすることができ、かつ耐腐食性が高く、経時的な劣化の少ないものとすることができたことがわかる。なお、比較例3の色素増感型太陽電池については、電流電圧特性を測定することができず、その原因としては第2金属層にクラックが生じたためであると推定した。 From Table 1, a dye-sensitized type in which a second metal layer made of a metal such as Ti or Cr is formed on a first metal layer made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less to a thickness of 500 nm or less. By using a conductive base material for solar cells as an electrode base material, it is possible to prevent a decrease in the polar factor, and to make a dye-sensitized solar cell with high power generation efficiency, high corrosion resistance, and deterioration over time. It turns out that it was able to be made into a thing with few. In addition, about the dye-sensitized solar cell of the comparative example 3, the current-voltage characteristic was not able to be measured, and it was estimated that it was because the crack generate | occur | produced in the 2nd metal layer as the cause.

1 … 色素増感型太陽電池用導電基材
1a、2d … 第2金属層
1b … 第1金属層
2 … 色素増感型太陽電池用透明性導電基材
2a … 透明電極層
2b … 透明基材
2c … メッシュ状金属層
100 … 色素増感型太陽電池
103 … 電解質層
104 … シール剤
105 … 隔壁
110 … 酸化物半導体電極基板
111 … 第1電極基材
112 … 多孔質層
120 … 対極基板
121 … 第2電極基材
200 … 色素増感型太陽電池モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductive base material for dye-sensitized solar cells 1a, 2d ... 2nd metal layer 1b ... 1st metal layer 2 ... Transparent conductive base material for dye-sensitized solar cells 2a ... Transparent electrode layer 2b ... Transparent base material 2c ... Mesh-like metal layer 100 ... Dye-sensitized solar cell 103 ... Electrolyte layer 104 ... Sealing agent 105 ... Partition 110 ... Oxide semiconductor electrode substrate 111 ... First electrode substrate 112 ... Porous layer 120 ... Counter electrode substrate 121 ... Second electrode substrate 200 ... Dye-sensitized solar cell module

Claims (8)

比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、
前記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層と、
を有することを特徴とする色素増感型太陽電池用導電基材。
A first metal layer made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less;
A second metal layer formed on the first metal layer, made of any one of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt, and having a thickness of 500 nm or less;
A conductive substrate for a dye-sensitized solar cell, comprising:
透明基材と、
前記透明基材上に形成された透明電極層と、
前記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および前記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層と、
を有することを特徴とする色素増感型太陽電池用透明性導電基材。
A transparent substrate;
A transparent electrode layer formed on the transparent substrate;
Ti, Cr, Ni, formed on the transparent electrode layer in a mesh shape, formed on the mesh metal layer, and a mesh metal layer made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less. An auxiliary metal layer having a second metal layer made of any metal of Mo, Ta, W, Nb, and Pt and having a thickness of 500 nm or less;
A transparent conductive substrate for a dye-sensitized solar cell, comprising:
電極としての機能を備えた第1電極基材、および前記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、前記多孔質層および前記第2電極基材が対向するように配置されており、前記酸化物半導体電極基板および前記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、
前記第1電極基材または前記第2電極基材のいずれか一方が、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、前記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層とを有する色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有し、他方が透明性を有する基材であることを特徴とする色素増感型太陽電池。
An oxide semiconductor electrode having a first electrode base material having a function as an electrode, and a porous layer formed on the first electrode base material and containing metal oxide semiconductor fine particles carrying a dye sensitizer A substrate and a counter electrode substrate having at least a second electrode base material having a function as an electrode are disposed so that the porous layer and the second electrode base material face each other, and the oxide semiconductor electrode substrate And a dye-sensitized solar cell in which an electrolyte layer including a redox pair is formed between the counter electrode substrate,
Either the first electrode base material or the second electrode base material is formed on the first metal layer made of a metal having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less and the first metal layer. A conductive substrate for a dye-sensitized solar cell, comprising a second metal layer made of any one of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt and having a thickness of 500 nm or less. A dye-sensitized solar cell having an electrode layer and the other being a transparent substrate.
前記第1電極基材が前記色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有し、かつ、前記第2電極基材が透明性を有する基材であることを特徴とする請求項3に記載の色素増感型太陽電池。   The said 1st electrode base material has the said electroconductive base material for dye-sensitized solar cells as an electrode layer, and the said 2nd electrode base material is a base material which has transparency. 2. A dye-sensitized solar cell according to 1. 電極としての機能を備えた第1電極基材、および前記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、前記多孔質層および前記第2電極基材が対向するように配置されており、前記酸化物半導体電極基板および前記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、
前記第1電極基材または前記第2電極基材の少なくとも一方が、透明基材と、前記透明基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および前記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層とを有する色素増感型太陽電池用透明性導電基材であることを特徴とする色素増感型太陽電池。
An oxide semiconductor electrode having a first electrode base material having a function as an electrode, and a porous layer formed on the first electrode base material and containing metal oxide semiconductor fine particles carrying a dye sensitizer A substrate and a counter electrode substrate having at least a second electrode base material having a function as an electrode are disposed so that the porous layer and the second electrode base material face each other, and the oxide semiconductor electrode substrate And a dye-sensitized solar cell in which an electrolyte layer including a redox pair is formed between the counter electrode substrate,
At least one of the first electrode substrate or the second electrode substrate is formed in a mesh shape on a transparent substrate, a transparent electrode layer formed on the transparent substrate, and the transparent electrode layer. A mesh-like metal layer made of a metal having a resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less and any one of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt formed on the mesh-like metal layer A dye-sensitized solar cell, which is a transparent conductive substrate for a dye-sensitized solar cell, comprising a metal and an auxiliary metal layer having a second metal layer having a thickness of 500 nm or less.
前記第1電極基材が前記色素増感型太陽電池用透明性導電基材であることを特徴とする請求項5に記載の色素増感型太陽電池。   The dye-sensitized solar cell according to claim 5, wherein the first electrode substrate is the transparent conductive substrate for the dye-sensitized solar cell. 電極としての機能を備えた第1電極基材、および前記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、前記多孔質層および前記第2電極基材が対向するように配置され、前記酸化物半導体電極基板および前記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されており、前記第1電極基材または前記第2電極基材のいずれか一方が、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、前記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層とを有する色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有し、他方が透明性を有する基材である色素増感型太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュール。 An oxide semiconductor electrode having a first electrode base material having a function as an electrode, and a porous layer formed on the first electrode base material and containing metal oxide semiconductor fine particles carrying a dye sensitizer A substrate and a counter electrode substrate having a second electrode base material having at least a function as an electrode are disposed so that the porous layer and the second electrode base material face each other, and the oxide semiconductor electrode substrate and the oxide semiconductor electrode substrate An electrolyte layer including a redox pair is formed between the counter electrode substrates, and one of the first electrode base material and the second electrode base material has a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less. A first metal layer made of metal and formed on the first metal layer, made of any one of Ti, Cr, Ni, Mo, Ta, W, Nb, and Pt, and has a thickness of 500 nm or less. For dye-sensitized solar cell having second metal layer Electrodeposition having a substrate as an electrode layer, the other dye-sensitized solar cell module is dye-sensitized solar cell which is a base material, characterized by comprising a plurality connected with transparency. 電極としての機能を備えた第1電極基材、および前記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、前記多孔質層および前記第2電極基材が対向するように配置され、前記酸化物半導体電極基板および前記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されており、前記第1電極基材または前記第2電極基材の少なくとも一方が、透明基材と、前記透明基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および前記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層とを有する色素増感型太陽電池用透明性導電基材である色素増感型太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュール。 An oxide semiconductor electrode having a first electrode base material having a function as an electrode, and a porous layer formed on the first electrode base material and containing metal oxide semiconductor fine particles carrying a dye sensitizer A substrate and a counter electrode substrate having a second electrode base material having at least a function as an electrode are disposed so that the porous layer and the second electrode base material face each other, and the oxide semiconductor electrode substrate and the oxide semiconductor electrode substrate An electrolyte layer including a redox pair is formed between the counter electrode substrates, and at least one of the first electrode substrate or the second electrode substrate is formed on the transparent substrate and the transparent substrate. A transparent electrode layer, a mesh-like metal layer formed on the transparent electrode layer and having a specific resistance of 6 × 10 −6 Ω · m or less, and a mesh-like metal layer formed on the mesh-like metal layer; , Cr, Ni, Mo, Ta, W, A dye-sensitized solar that is a transparent conductive base material for a dye-sensitized solar cell, and includes an auxiliary metal layer having a second metal layer that is made of any metal of Nb and Pt and has a thickness of 500 nm or less A dye-sensitized solar cell module comprising a plurality of batteries connected.
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