JP2013253269A - Carbon dioxide reduction device - Google Patents

Carbon dioxide reduction device Download PDF

Info

Publication number
JP2013253269A
JP2013253269A JP2012128039A JP2012128039A JP2013253269A JP 2013253269 A JP2013253269 A JP 2013253269A JP 2012128039 A JP2012128039 A JP 2012128039A JP 2012128039 A JP2012128039 A JP 2012128039A JP 2013253269 A JP2013253269 A JP 2013253269A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon dioxide
electrolysis
photoelectric conversion
conversion layer
dioxide reduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012128039A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoharu Arai
友春 新井
Akito Yoshida
章人 吉田
Masaki Kaga
正樹 加賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2012128039A priority Critical patent/JP2013253269A/en
Publication of JP2013253269A publication Critical patent/JP2013253269A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Hybrid Cells (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon dioxide reduction device that can increase an amount of a generated fuel material.SOLUTION: A carbon dioxide reduction device includes: a photoelectric conversion layer having a light-receiving surface and a rear surface; an electrolytic solution tank; first and second electrodes for electrolysis, disposed in the electrolytic solution tank to pinch an electrolytic solution; and a COsupply part that supplies carbon dioxide in the electrolytic solution tank, wherein the photoelectric conversion layer and the first and second electrodes for electrolysis are connected so that photoelectromotive force of the photoelectric conversion layer may be output to the first and second electrodes for electrolysis, the first electrode for electrolysis includes a catalyst for carbon dioxide reduction, the second electrode for electrolysis includes a catalyst for oxygen generation, and the first and second electrodes for electrolysis are disposed so that bubbles can be moved between the first and second electrodes for electrolysis.

Description

本発明は、二酸化炭素還元装置に関する。   The present invention relates to a carbon dioxide reduction device.

化石燃料を燃焼させることにより排出される二酸化炭素ガスは、地球温暖化の原因の1つとなっている。このため、排出される二酸化炭素ガスの量を減らすために様々な研究開発が行われている。
特に二酸化炭素ガスを還元処理し燃料物質を生成する技術は、排出される二酸化炭素ガスの量を減らすことができ、かつ、燃料物質を生成できるため、注目されている。二酸化炭素ガスを還元する方法としては、二酸化炭素ガスと水とを高温で反応させる方法(例えば、特許文献1)、二酸化炭素を水溶液中で電解還元する方法(例えば、特許文献2)などが提案されている。
Carbon dioxide gas emitted by burning fossil fuel is one of the causes of global warming. For this reason, various research and development have been conducted to reduce the amount of carbon dioxide gas emitted.
In particular, a technique for reducing the carbon dioxide gas to produce a fuel material is attracting attention because it can reduce the amount of carbon dioxide gas discharged and can produce a fuel material. As a method of reducing carbon dioxide gas, a method of reacting carbon dioxide gas and water at a high temperature (for example, Patent Document 1), a method of electrolytic reduction of carbon dioxide in an aqueous solution (for example, Patent Document 2), etc. are proposed. Has been.

特開2010−163678号公報JP 2010-163678 A 特開2011−140719号公報JP 2011-140719 A

しかし、従来の二酸化炭素ガスを還元し燃料物質を生成する技術では、生成される燃料物質の量が少なく、燃料物質を燃料として利用することが難しいという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、生成される燃料物質の量を多くすることができる二酸化炭素還元装置を提供する。
However, the conventional technique for reducing the carbon dioxide gas to generate the fuel material has a problem that the amount of the generated fuel material is small and it is difficult to use the fuel material as the fuel.
This invention is made | formed in view of such a situation, and provides the carbon dioxide reduction apparatus which can increase the quantity of the fuel substance produced | generated.

本発明は、受光面および裏面を有する光電変換層と、電解液槽と、前記電解液槽中に電解液を挟んで設けられた第1および第2電解用電極と、前記電解液槽中に二酸化炭素を供給するCO2供給部とを備え、前記光電変換層と第1および第2電解用電極とは、前記光電変換層の光起電力が第1および第2電解用電極に出力されるように接続され、第1電解用電極は、二酸化炭素還元用触媒を有し、第2電解用電極は、酸素生成用触媒を有し、第1および第2電解用電極は、第1および第2電解用電極の間を気泡が移動可能に設けられたことを特徴とする二酸化炭素還元装置を提供する。 The present invention includes a photoelectric conversion layer having a light-receiving surface and a back surface, an electrolytic solution tank, first and second electrolysis electrodes provided with an electrolytic solution sandwiched in the electrolytic solution tank, and the electrolytic solution tank. A CO 2 supply section for supplying carbon dioxide, and the photoelectric conversion layer and the first and second electrolysis electrodes output the photovoltaic power of the photoelectric conversion layer to the first and second electrolysis electrodes. The first electrolysis electrode has a carbon dioxide reduction catalyst, the second electrolysis electrode has an oxygen generation catalyst, and the first and second electrolysis electrodes have the first and second electrolysis electrodes. Provided is a carbon dioxide reduction device characterized in that bubbles are provided so as to be movable between two electrolysis electrodes.

本発明によれば、光電変換層と、電解液槽と、前記電解液槽中に設けられた第1および第2電解用電極と、前記電解液槽中に二酸化炭素を供給するCO2供給部とを備え、前記光電変換層と第1および第2電解用電極とは、前記光電変換層の光起電力が第1および第2電解用電極に出力されるように接続されるため、光電変換層の光起電力により第1電解用電極と第2電解用電極との間に電位差を生じさせることができ、電解液に含まれる水と炭酸とを電気化学的に反応させることができる。
本発明によれば、第1電解用電極は二酸化炭素還元用触媒を有するため、電解液に含まれる炭酸の電解還元反応を進行させることができる。このことにより、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、蟻酸または酢酸などの燃料物質を生成することができる。
本発明によれば、第2電解用電極は、酸素生成用触媒を有するため、第2電解用電極において電解液から酸素を発生させる反応を進行させることができる。
本発明によれば、第1および第2電解用電極は、電解液を挟んで配置され、かつ、第1および第2電解用電極の間を気泡が移動可能に設けられるため、第1および第2電解用電極の間に隔壁が設けられず、第1および第2電解用電極の間隔を狭くすることができる。このことにより、第1および第2電解用電極をその表面積が広くなるように電解液槽中に設けることができ、第1および第2電解用電極と電解液との接触面積を広くすることができる。このことにより、炭酸の電解還元反応が進行する二酸化炭素還元用触媒の表面積を広くすることができ、炭酸が還元され生成される燃料物質の量を多くすることができる。また、二酸化炭素還元装置を小型化することができる。さらに、第1および第2電解用電極との間隔を狭くすることができるため、第1電解用電極近傍の電解液と第2電解用電極近傍の電解液との間にイオン濃度の不均衡が生じることを抑制することができ、炭酸の電解還元反応の進行が遅くなることを抑制することができる。
According to the present invention, a photoelectric conversion layer, an electrolytic solution tank, first and second electrolysis electrodes provided in the electrolytic solution tank, and a CO 2 supply unit that supplies carbon dioxide into the electrolytic solution tank And the photoelectric conversion layer and the first and second electrolysis electrodes are connected so that the photovoltaic power of the photoelectric conversion layer is output to the first and second electrolysis electrodes. A potential difference can be generated between the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode by the photovoltaic power of the layer, and water and carbonic acid contained in the electrolytic solution can be reacted electrochemically.
According to the present invention, since the first electrolysis electrode has the carbon dioxide reduction catalyst, the electrolytic reduction reaction of carbonic acid contained in the electrolytic solution can be advanced. As a result, fuel substances such as methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, formic acid or acetic acid can be produced.
According to the present invention, since the second electrolysis electrode has the oxygen generation catalyst, the reaction for generating oxygen from the electrolytic solution can proceed in the second electrolysis electrode.
According to the present invention, the first and second electrolysis electrodes are arranged with the electrolytic solution interposed therebetween, and the bubbles are movably provided between the first and second electrolysis electrodes. A partition wall is not provided between the two electrolysis electrodes, and the interval between the first and second electrolysis electrodes can be narrowed. As a result, the first and second electrolysis electrodes can be provided in the electrolytic solution tank so that the surface area thereof is increased, and the contact area between the first and second electrolysis electrodes and the electrolytic solution can be increased. it can. As a result, the surface area of the carbon dioxide reduction catalyst in which the carbonic acid electroreduction reaction proceeds can be increased, and the amount of fuel material produced by reduction of carbonic acid can be increased. In addition, the carbon dioxide reduction device can be reduced in size. Furthermore, since the distance between the first and second electrolysis electrodes can be narrowed, there is an imbalance in ion concentration between the electrolyte solution near the first electrolysis electrode and the electrolyte solution near the second electrolysis electrode. Generation | occurrence | production can be suppressed and it can suppress that progress of the electrolytic reduction reaction of carbonic acid becomes slow.

本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention. 図1の点線X−Xにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the carbon dioxide reduction apparatus in the dotted line XX of FIG. 図2の破線Y−Yにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the carbon dioxide reduction apparatus in the broken line YY of FIG. 本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention. 図4の点線A−Aにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the carbon dioxide reduction apparatus in dotted line AA of FIG. 図5の破線B−Bにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the carbon dioxide reduction apparatus in the broken line BB of FIG. 図6の一点鎖線C−Cにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the carbon dioxide reduction apparatus in the dashed-dotted line CC of FIG. 図6の一点鎖線D−Dにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the carbon dioxide reduction apparatus in the dashed-dotted line DD of FIG. 本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the carbon dioxide reduction apparatus of one Embodiment of this invention.

本発明の二酸化炭素還元装置は、受光面および裏面を有する光電変換層と、電解液槽と、前記電解液槽中に電解液を挟んで設けられた第1および第2電解用電極と、前記電解液槽中に二酸化炭素を供給するCO2供給部とを備え、前記光電変換層と第1および第2電解用電極とは、前記光電変換層の光起電力が第1および第2電解用電極に出力されるように接続され、第1電解用電極は、二酸化炭素還元用触媒を有し、第2電解用電極は、酸素生成用触媒を有し、第1および第2電解用電極は、第1および第2電解用電極の間を気泡が移動可能に設けられたことを特徴とする。
なお、本明細書において、二酸化炭素と炭酸(H2CO3)は実質的に同じ意味で用いているが、特に二酸化炭素が電解液に溶解したものを炭酸と記載している。
The carbon dioxide reduction device of the present invention includes a photoelectric conversion layer having a light receiving surface and a back surface, an electrolytic solution tank, first and second electrolysis electrodes provided with an electrolytic solution sandwiched in the electrolytic solution tank, A CO 2 supply unit for supplying carbon dioxide into the electrolytic solution tank, and the photoelectric conversion layer and the first and second electrolysis electrodes have a photovoltaic power of the photoelectric conversion layer for the first and second electrolysis. The first electrolysis electrode has a carbon dioxide reduction catalyst, the second electrolysis electrode has an oxygen generation catalyst, and the first and second electrolysis electrodes are connected to be output to the electrode. Further, the present invention is characterized in that air bubbles are provided between the first and second electrolysis electrodes.
In the present specification, carbon dioxide and carbonic acid (H 2 CO 3 ) are used with substantially the same meaning, but in particular, carbon dioxide dissolved in an electrolytic solution is described as carbonic acid.

本発明の二酸化炭素還元装置において、前記光電変換層は、第1および第2電解用電極と前記電解液槽とは、前記光電変換層の裏面側に設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換層と第1および第2電解用電極とを同じスペースに設置することができ、装置を小型化することができる。また、光電変換層と第1および第2電解用電極との間の配線距離を短くすることができ、光電変換層の光起電力を用いて効率よく二酸化炭素還元物質を生成することができる。
本発明の二酸化炭素還元装置において、第1および第2電解用電極は、それぞれ主要面を有し、かつ、その主要面が対向するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、第1および第2電解用電極の表面積を広くすることができ、二酸化炭素還元物質の生成量を多くすることができる。また、第1電解用電極近傍の電解液と、第2電解用電極近傍の電解液との間のイオン濃度の不均衡を容易に解消することができ、二酸化炭素の電解還元反応の進行速度の低下を抑制することができる。
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, it is preferable that the photoelectric conversion layer is provided with the first and second electrolysis electrodes and the electrolytic solution tank on the back side of the photoelectric conversion layer.
According to such a structure, a photoelectric converting layer and the 1st and 2nd electrode for electrolysis can be installed in the same space, and an apparatus can be reduced in size. Moreover, the wiring distance between the photoelectric conversion layer and the first and second electrolysis electrodes can be shortened, and the carbon dioxide reducing substance can be efficiently generated using the photovoltaic power of the photoelectric conversion layer.
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, it is preferable that the first and second electrolysis electrodes each have a main surface and are provided so that the main surfaces face each other.
According to such a configuration, the surface areas of the first and second electrolysis electrodes can be increased, and the amount of carbon dioxide reducing substance generated can be increased. Further, the ion concentration imbalance between the electrolytic solution in the vicinity of the first electrolysis electrode and the electrolytic solution in the vicinity of the second electrolysis electrode can be easily eliminated, and the progress of the electroreduction reaction of carbon dioxide can be reduced. The decrease can be suppressed.

本発明の二酸化炭素還元装置において、第1および第2電解用電極は、前記光電変換層の裏面に対し実質的に垂直となるように配置されたことが好ましい。
このような構成によれば、第1および第2電解用電極の表面積を広くすることができ、二酸化炭素還元物質の生成量を多くすることができる。
本発明の二酸化炭素還元装置において、第1および第2電解用電極は、交互に並ぶように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、第1および第2電解用電極の表面積を広くすることができ、二酸化炭素還元物質の生成量を多くすることができる。
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, it is preferable that the first and second electrolysis electrodes are arranged so as to be substantially perpendicular to the back surface of the photoelectric conversion layer.
According to such a configuration, the surface areas of the first and second electrolysis electrodes can be increased, and the amount of carbon dioxide reducing substance generated can be increased.
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, it is preferable that the first and second electrolysis electrodes are provided so as to be alternately arranged.
According to such a configuration, the surface areas of the first and second electrolysis electrodes can be increased, and the amount of carbon dioxide reducing substance generated can be increased.

本発明の二酸化炭素還元装置において、第1および第2電解用電極のうち一方が他方に囲まれたことが好ましい。
このような構成によれば、第1および第2電解用電極の表面積を広くすることができ、二酸化炭素還元物質の生成量を多くすることができる。
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, it is preferable that one of the first and second electrolysis electrodes is surrounded by the other.
According to such a configuration, the surface areas of the first and second electrolysis electrodes can be increased, and the amount of carbon dioxide reducing substance generated can be increased.

本発明の二酸化炭素還元装置において、第1および第2電解用電極は、それぞれ幹部と前記幹部から延びる複数の支部とを有する櫛形構造を有し、第1電解用電極の支部は、第2電解用電極の2つの支部の間に配置され、第2電解用電極の支部は、第1電解用電極の2つの支部の間に配置されたことが好ましい。
このような構成によれば、第1および第2電解用電極の表面積を広くすることができ、二酸化炭素還元物質の生成量を多くすることができる。
本発明の二酸化炭素還元装置において、第1および第2電解用電極は、それぞれ巻回構造を有することが好ましい。
このような構成によれば、第1および第2電解用電極の表面積を広くすることができ、二酸化炭素還元物質の生成量を多くすることができる。
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, each of the first and second electrolysis electrodes has a comb-like structure having a trunk and a plurality of branches extending from the trunk, and the branches of the first electrolysis electrode are second electrolysis. Preferably, the second electrolysis electrode support is disposed between the two support portions of the first electrolysis electrode, and is disposed between the two support portions of the first electrolysis electrode.
According to such a configuration, the surface areas of the first and second electrolysis electrodes can be increased, and the amount of carbon dioxide reducing substance generated can be increased.
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, it is preferable that the first and second electrolysis electrodes each have a wound structure.
According to such a configuration, the surface areas of the first and second electrolysis electrodes can be increased, and the amount of carbon dioxide reducing substance generated can be increased.

本発明の二酸化炭素還元装置において、前記光電変換層は、前記受光面と前記裏面との間に光起電力が生じるように設けられ、第1および第2電解用電極のうち、一方は前記受光面と電気的に接続するように設けられ、他方は前記裏面と電気的に接続するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換層に積層型の太陽電池を用いることができ、製造コストを低減することができる。
本発明の二酸化炭素還元装置において、前記光電変換層は、前記光電変換層の裏面の第1および第2区域間に光起電力が生じるように設けられ、第1および第2電解用電極のうち、一方は第1区域と電気的に接続するように設けられ、他方は第2区域と電気的に接続するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換層の受光面側に電極を設ける必要がなく、光電変換層の光電変換効率を向上させることができる。
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, the photoelectric conversion layer is provided so that a photovoltaic force is generated between the light receiving surface and the back surface, and one of the first and second electrolysis electrodes is the light receiving device. It is preferable that it is provided so as to be electrically connected to the surface, and the other is provided so as to be electrically connected to the back surface.
According to such a configuration, a stacked solar cell can be used for the photoelectric conversion layer, and the manufacturing cost can be reduced.
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, the photoelectric conversion layer is provided so that a photovoltaic force is generated between the first and second areas on the back surface of the photoelectric conversion layer, and the first and second electrolysis electrodes Preferably, one is provided so as to be electrically connected to the first area, and the other is provided so as to be electrically connected to the second area.
According to such a configuration, it is not necessary to provide an electrode on the light receiving surface side of the photoelectric conversion layer, and the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion layer can be improved.

本発明の二酸化炭素還元装置において、CO2供給部は、CO2流路と撥水性および多孔性を有する第1ガス拡散部とを有し、第1ガス拡散部から前記電解液槽内へと二酸化炭素ガスを供給することが好ましい。
このような構成によれば、CO2流路に電解液が流入することを抑制して、電解液槽に溜めた電解液に二酸化炭素ガスを供給することができる。
In the carbon dioxide reduction apparatus of the present invention, the CO 2 supply unit includes a CO 2 flow path and a first gas diffusion unit having water repellency and porosity, and the first gas diffusion unit is introduced into the electrolyte bath. It is preferable to supply carbon dioxide gas.
According to such a configuration, carbon dioxide gas can be supplied to the electrolytic solution stored in the electrolytic solution tank while suppressing the electrolytic solution from flowing into the CO 2 flow path.

本発明の二酸化炭素還元装置において、CO2供給部は、二酸化炭素が溶解した電解液を前記電解液槽内へ供給することが好ましい。
このような構成によれば、ガス拡散部を設けることなく電解液槽に溜めた電解液に二酸化炭素ガスを供給することができる。
本発明の二酸化炭素還元装置において、ガス排出部をさらに備え、前記ガス排出部は、排出流路と撥水性および多孔性を有する第2ガス拡散部とを有することが好ましい。
このような構成によれば、電解液槽内の生成ガスをガス排出部から排出することができ、第1および第2電解用電極の表面に生成ガスが滞留し、二酸化炭素還元物質の生成量が減少することを抑制することができる。また、排出流路に電解液が流入することを抑制することができる。
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, the CO 2 supply unit preferably supplies an electrolytic solution in which carbon dioxide is dissolved into the electrolytic solution tank.
According to such a configuration, carbon dioxide gas can be supplied to the electrolytic solution stored in the electrolytic solution tank without providing a gas diffusion portion.
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, it is preferable that the apparatus further includes a gas discharge part, and the gas discharge part has a discharge flow path and a second gas diffusion part having water repellency and porosity.
According to such a configuration, the generated gas in the electrolytic solution tank can be discharged from the gas discharge unit, the generated gas stays on the surfaces of the first and second electrolysis electrodes, and the amount of carbon dioxide reducing substance generated Can be reduced. Moreover, it can suppress that electrolyte solution flows in into a discharge flow path.

本発明の二酸化炭素還元装置において、透光性基板をさらに備え、前記光電変換層は、前記透光性基板の上に設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換層を透光性基板上に形成することができる。
本発明の二酸化炭素還元装置において、裏面基板をさらに備え、前記電解液槽は、前記透光性基板と前記裏面基板との間に設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、電解液槽を光電変換層の裏面側に設けることができる。
In the carbon dioxide reduction apparatus of the present invention, it is preferable that a translucent substrate is further provided, and the photoelectric conversion layer is provided on the translucent substrate.
According to such a configuration, the photoelectric conversion layer can be formed on the translucent substrate.
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, it is preferable that the apparatus further includes a back substrate, and the electrolyte bath is provided between the translucent substrate and the back substrate.
According to such a structure, an electrolyte solution tank can be provided in the back surface side of a photoelectric converting layer.

本発明の二酸化炭素還元装置において、前記光電変換層は、直列接続した複数の光電変換部を含むことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換層の出力電圧を高くすることができ、二酸化炭素の電解還元反応が進行しやすくなる。
本発明の二酸化炭素還元装置において、前記二酸化炭素還元用触媒は、二酸化炭素を還元しメタノール、エタノール、プロパノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、蟻酸または酢酸を生成する触媒であることが好ましい。
このような構成によれば、二酸化炭素還元物質が電解液に混和するため、二酸化炭素還元物質と酸素ガスが混合することを抑制することができる。
In the carbon dioxide reduction device of the present invention, it is preferable that the photoelectric conversion layer includes a plurality of photoelectric conversion units connected in series.
According to such a configuration, the output voltage of the photoelectric conversion layer can be increased, and the electrolytic reduction reaction of carbon dioxide easily proceeds.
In the carbon dioxide reduction apparatus of the present invention, the carbon dioxide reduction catalyst is preferably a catalyst that reduces carbon dioxide to produce methanol, ethanol, propanol, formaldehyde, acetaldehyde, formic acid, or acetic acid.
According to such a configuration, since the carbon dioxide reducing substance is mixed with the electrolytic solution, mixing of the carbon dioxide reducing substance and oxygen gas can be suppressed.

本発明の二酸化炭素還元装置において、前記二酸化炭素還元用触媒は、固体金属、合金、金属酸化物または金属錯体であり、前記固体金属、前記合金または前記金属酸化物は、Cu、Ag、FeまたはNiを含み、前記金属錯体は、Co、Fe、NiまたはRuを含むことが好ましい。
このような構成によれば、第1電解用電極において二酸化炭素の電解還元反応を進行させることができる。
本発明の二酸化炭素還元装置において、前記酸素生成用触媒は、Mn、Ca、Zn、Co、Pt、NiまたはIrを含むことが好ましい。
このような構成によれば、第2電解用電極において、酸素ガスを生成することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
In the carbon dioxide reduction apparatus of the present invention, the carbon dioxide reduction catalyst is a solid metal, an alloy, a metal oxide, or a metal complex, and the solid metal, the alloy, or the metal oxide is Cu, Ag, Fe, or Ni is included, and the metal complex preferably includes Co, Fe, Ni, or Ru.
According to such a structure, the electrolytic reduction reaction of carbon dioxide can be advanced in the first electrode for electrolysis.
In the carbon dioxide reduction apparatus of the present invention, the oxygen generation catalyst preferably contains Mn, Ca, Zn, Co, Pt, Ni, or Ir.
According to such a configuration, oxygen gas can be generated in the second electrolysis electrode.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The configurations shown in the drawings and the following description are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to those shown in the drawings and the following description.

二酸化炭素還元装置の構成
図1は、本実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略平面図であり、図2は、図1、3の点線X−Xにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図であり、図3は、図2の破線Y−Yにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図である。
図4は本実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略平面図であり、図5は図4、6〜8の点線A−Aにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図であり、図6は図5、7、8の破線B−Bにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図であり、図7は図4、6の一点鎖線C−Cにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図であり、図8は図4、6の一点鎖線D−Dにおける二酸化炭素還元装置の概略断面図である。
また、図9〜16は、本実施形態の二酸化炭素還元装置の構成を示す概略断面図であり、図9〜12は、図6の断面図に対応し、図13、14は、図5の断面図に対応し、図15は図9の点線E−Eにおける二酸化炭素還元装置の断面図に対応し、図16は、図9の点線F−Fにおける二酸化炭素還元装置の断面図に対応する。
Configuration of Carbon Dioxide Reduction Device FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the carbon dioxide reduction device of this embodiment, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the carbon dioxide reduction device taken along the dotted line XX in FIGS. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the carbon dioxide reduction device taken along the broken line YY in FIG.
FIG. 4 is a schematic plan view showing the configuration of the carbon dioxide reduction device of the present embodiment, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the carbon dioxide reduction device taken along the dotted line AA in FIGS. 8 is a schematic cross-sectional view of the carbon dioxide reduction device taken along the broken line BB in FIGS. 5, 7, and 8. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the carbon dioxide reduction device taken along the alternate long and short dash line CC in FIGS. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the carbon dioxide reduction device taken along one-dot chain line DD in FIGS.
9 to 16 are schematic cross-sectional views showing the configuration of the carbon dioxide reduction device of the present embodiment. FIGS. 9 to 12 correspond to the cross-sectional view of FIG. 6, and FIGS. 15 corresponds to the cross-sectional view, FIG. 15 corresponds to the cross-sectional view of the carbon dioxide reduction device taken along the dotted line EE in FIG. 9, and FIG. 16 corresponds to the cross-sectional view of the carbon dioxide reduction device taken along the dotted line FF in FIG. .

本実施形態の二酸化炭素還元装置35は、受光面および裏面を有する光電変換層3と、電解液槽10と、電解液槽10中に電解液を挟んで設けられた第1および第2電解用電極8、9と、電解液槽10中に二酸化炭素を供給するCO2供給部22とを備え、光電変換層3と第1および第2電解用電極8、9とは、光電変換層3の光起電力が第1および第2電解用電極8、9に出力されるように接続され、第1電解用電極8は、二酸化炭素還元用触媒を有し、第2電解用電極9は、酸素生成用触媒を有し、第1および第2電解用電極8、9は、第1および第2電解用電極8、9の間を気泡が移動可能に設けられたことを特徴とする。
以下、本実施形態の二酸化炭素還元装置35について説明する。なお、本実施形態の二酸化炭素還元装置35は、図1〜3または図4〜8に示したような光電変換層3と第1および第2電解用電極8、9が中に設けられた電解液槽10とが一体となった二酸化炭素還元装置35(以下、光電変換‐二酸化炭素還元一体装置という)であってもよく、光電変換層3と第1および第2電解用電極8、9が中に設けられた電解液槽10とが別々に設けられた二酸化炭素還元装置35であってもよい。
また、光電変換‐二酸化炭素還元一体装置は、平たい形状を有してもよい。ここで平たい形状とは、比較的薄い厚さを有する形状であり、例えば、厚さが主要面方向の長さの10%以下の形状をいう。
The carbon dioxide reduction device 35 of the present embodiment includes a photoelectric conversion layer 3 having a light receiving surface and a back surface, an electrolytic solution tank 10, and first and second electrolysis units provided with an electrolytic solution in the electrolytic solution tank 10. The electrodes 8 and 9 and the CO 2 supply part 22 for supplying carbon dioxide into the electrolytic solution tank 10 are provided, and the photoelectric conversion layer 3 and the first and second electrodes for electrolysis 8 and 9 are formed of the photoelectric conversion layer 3. Photoelectromotive force is connected to be output to the first and second electrolysis electrodes 8, 9. The first electrolysis electrode 8 has a carbon dioxide reduction catalyst, and the second electrolysis electrode 9 is oxygen It has a production catalyst, and the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 are characterized in that bubbles are provided between the first and second electrolysis electrodes 8 and 9.
Hereinafter, the carbon dioxide reduction device 35 of the present embodiment will be described. The carbon dioxide reduction device 35 of this embodiment is an electrolysis in which the photoelectric conversion layer 3 and the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 as shown in FIGS. 1 to 3 or 4 to 8 are provided. A carbon dioxide reduction device 35 (hereinafter referred to as a photoelectric conversion-carbon dioxide reduction integrated device) integrated with the liquid tank 10 may be used, and the photoelectric conversion layer 3 and the first and second electrolysis electrodes 8, 9 may be provided. The carbon dioxide reduction apparatus 35 provided separately from the electrolytic solution tank 10 provided therein may be used.
Moreover, the photoelectric conversion / carbon dioxide reduction integrated apparatus may have a flat shape. Here, the flat shape is a shape having a relatively thin thickness, for example, a shape whose thickness is 10% or less of the length in the main surface direction.

1.第1電解用電極、第2電解用電極、電解液
第1電解用電極8と第2電解用電極9は、電解液を溜める電解液槽10中に設けられる。このことにより、第1および第2電解用電極8、9との間に光電変換層3の光起電力を出力することにより、第1および第2電解用電極8、9の表面において電気化学的反応を進行させることができる。電解液は、水を溶媒とする電解液(電解質水溶液)であってもよく、有機電解液であってもよい。電解液は、水を溶媒とする電解液であれば特に限定されないが、例えば、炭酸水素ナトリウム水溶液、炭酸水素カリウム水溶液などの炭酸塩(正塩、炭酸水素塩、炭酸水酸化物塩を含む)を電解質とする電解液である。また、電解液は、複数種類の電解質を含んでもよい。
電解液槽10は、第1電解用電極8と第2電解用電極9とをその内部に配置することができ、電解液を溜めることができれば特に限定されない。また、電解液槽10は、電解液の温度を制御する温度制御部を有することができる。例えば、ヒーター、冷却部などである。このことにより、電解液の温度を炭酸の電解還元反応が進行する最適な温度に制御することができる。電解液の温度は、例えば、10℃〜80℃の範囲に制御することができる。
図1〜3または図4〜8に示したような、二酸化炭素還元装置が光電変換‐二酸化炭素還元一体装置である場合の電解液槽10については、後述する。
1. First Electrolysis Electrode, Second Electrolysis Electrode, Electrolytic Solution The first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9 are provided in an electrolytic solution tank 10 that stores an electrolytic solution. As a result, the photoelectromotive force of the photoelectric conversion layer 3 is output between the first and second electrolysis electrodes 8 and 9, so that the surface of the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 is electrochemical. The reaction can proceed. The electrolytic solution may be an electrolytic solution (aqueous electrolyte solution) using water as a solvent, or an organic electrolytic solution. The electrolytic solution is not particularly limited as long as it is an electrolytic solution using water as a solvent. For example, carbonates (including normal salts, bicarbonates, carbonates) such as sodium bicarbonate aqueous solution and potassium bicarbonate aqueous solution. Is an electrolyte solution. Further, the electrolytic solution may include a plurality of types of electrolytes.
The electrolyte bath 10 is not particularly limited as long as the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9 can be disposed therein and the electrolyte can be stored. Moreover, the electrolyte solution tank 10 can have a temperature control part which controls the temperature of electrolyte solution. For example, a heater or a cooling unit. Thus, the temperature of the electrolytic solution can be controlled to an optimum temperature at which the electrolytic reduction reaction of carbonic acid proceeds. The temperature of the electrolytic solution can be controlled, for example, in the range of 10 ° C to 80 ° C.
The electrolytic solution tank 10 in the case where the carbon dioxide reducing device as shown in FIGS. 1 to 3 or 4 to 8 is an integrated photoelectric conversion / carbon dioxide reducing device will be described later.

第1電解用電極8と第2電解用電極9は、光電変換層3の光起電力が第1および第2電解用電極8、9に出力されるように、光電変換層3と接続される。このことにより、光電変換層3の光起電力を利用して炭酸の電解還元反応を進行させることができ、二酸化炭素を排出せずに二酸化炭素を還元することができる。
第1電解用電極8および第2電解用電極9と光電変換層3とは、光電変換層3の光起電力が常に第1および第2電解用電極8、9に出力されるように電気的に接続してもよく、光電変換層3の光起電力がスイッチを介して第1および第2電解用電極8、9に出力されるように接続してもよい。
光電変換層3と第1および第2電解用電極8、9が中に設けられた電解液槽10とが別々に設けられた場合、光電変換層3と第1および第2電解用電極8、9とは、導線などにより接続されてもよい。また、光電変換‐二酸化炭素還元一体装置の場合、光電変換層3と第1および第2電解用電極8、9とは、光電変換層3の受光面側に設けられた透光性電極5、光電変換層3の裏面側に設けられた裏面電極6、導電部20aなどを介して接続されてもよい。
The first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9 are connected to the photoelectric conversion layer 3 so that the photovoltaic power of the photoelectric conversion layer 3 is output to the first and second electrolysis electrodes 8 and 9. . Thereby, the electrolytic reduction reaction of carbonic acid can be advanced using the photovoltaic power of the photoelectric conversion layer 3, and carbon dioxide can be reduced without discharging carbon dioxide.
The first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9 and the photoelectric conversion layer 3 are electrically connected so that the photoelectromotive force of the photoelectric conversion layer 3 is always output to the first and second electrolysis electrodes 8 and 9. The photovoltaic power of the photoelectric conversion layer 3 may be connected to the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 via a switch.
When the photoelectric conversion layer 3 and the electrolyte bath 10 in which the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 are provided are provided separately, the photoelectric conversion layer 3 and the first and second electrolysis electrodes 8 and 8 9 may be connected by a conducting wire or the like. Further, in the case of the photoelectric conversion-carbon dioxide reduction integrated device, the photoelectric conversion layer 3 and the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 are the translucent electrode 5 provided on the light receiving surface side of the photoelectric conversion layer 3, You may connect via the back surface electrode 6 provided in the back surface side of the photoelectric converting layer 3, and the electroconductive part 20a.

第1および第2電解用電極8、9と電解液槽10は、光電変換層3の裏面側に設けられてもよい。このことにより、光電変換層3と第1および第2電解用電極8、9および電解液槽10とを同一のスペースに配置することができる。このことにより、光電変換層3と第1および第2電解用電極8、9との間の配線距離を短くすることができ、光電変換層3の光起電力を効率よく利用して二酸化炭素を還元することができる。また、光電変換層3と第1および第2電解用電極8、9との間の配線距離が短くなるため、二酸化炭素還元装置35をより簡素化することができ、二酸化炭素還元装置35の設置コストや維持コストを低減することができる。
また、電解液槽10は、光電変換層3の裏面側の実質的全体に設けられてもよい。
光電変換層3と、第1および第2電解用電極8、9と電解液槽10とは、別々の装置として構成され、光電変換層3を含む装置の、光電変換層3の裏面側に、第1および第2電解用電極8、9と電解液槽10を含む装置が設けられてもよい。また、光電変換層3と、第1および第2電解用電極8、9と電解液槽10とは、図1〜3または図4〜8に示したような光電変換‐二酸化炭素還元一体装置のように一体装置として構成されてもよい。
The first and second electrodes for electrolysis 8 and 9 and the electrolytic solution tank 10 may be provided on the back side of the photoelectric conversion layer 3. Thus, the photoelectric conversion layer 3, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9, and the electrolytic solution tank 10 can be arranged in the same space. As a result, the wiring distance between the photoelectric conversion layer 3 and the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be shortened, and the photovoltaic power of the photoelectric conversion layer 3 can be efficiently used to generate carbon dioxide. Can be reduced. Further, since the wiring distance between the photoelectric conversion layer 3 and the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 is shortened, the carbon dioxide reduction device 35 can be further simplified, and the carbon dioxide reduction device 35 is installed. Costs and maintenance costs can be reduced.
Moreover, the electrolytic solution tank 10 may be provided over substantially the entire back surface side of the photoelectric conversion layer 3.
The photoelectric conversion layer 3, the first and second electrolysis electrodes 8, 9 and the electrolytic solution tank 10 are configured as separate devices, and on the back side of the photoelectric conversion layer 3 of the device including the photoelectric conversion layer 3, An apparatus including the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 and the electrolytic solution tank 10 may be provided. Further, the photoelectric conversion layer 3, the first and second electrolysis electrodes 8, 9 and the electrolytic solution tank 10 are the photoelectric conversion / carbon dioxide reduction integrated apparatus as shown in FIGS. Thus, it may be configured as an integrated device.

第1電解用電極8は二酸化炭素還元用触媒を有し、第2電解用電極9は酸素ガスを気泡として発生させる酸素生成用触媒を有する。また、第1および第2電解用電極8,9は、電解液を挟んで配置される。このことにより、第1電解用電極8において、炭酸の電解還元反応を進行させることができ、第2電解用電極において、水が電気分解し酸素ガスが発生する反応を進行させることができる。   The first electrolysis electrode 8 has a carbon dioxide reduction catalyst, and the second electrolysis electrode 9 has an oxygen generation catalyst that generates oxygen gas as bubbles. Further, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 are arranged with the electrolytic solution interposed therebetween. Accordingly, the electrolytic reduction reaction of carbonic acid can proceed in the first electrolysis electrode 8, and the reaction in which water is electrolyzed and oxygen gas is generated can proceed in the second electrolysis electrode.

また、二酸化炭素還元用触媒は、二酸化炭素を還元しメタノール、エタノール、プロパノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、蟻酸または酢酸(以下、二酸化炭素還元物質という)を生成する触媒であってもよい。また、二酸化炭素還元用触媒は、これらの物質を選択的に生成する触媒であってもよい。このことにより、二酸化炭素還元物質を生成することができ、これらの物質を燃料などとして利用することができる。また、これらの二酸化炭素還元物質は電解液に混和するため、電解液を電解液槽10から回収し電解液から分離することにより、二酸化炭素還元物質を回収する。例えば、電解液を電解液注入口30から電解液槽10中に注入しつつ、電解液排出口29から電解液を排出することにより、二酸化炭素還元物質が混和した電解液を回収することができる。この回収した電解液から二酸化炭素還元物質を分離し回収し、分離後の電解液を電解液注入口30から再び電解液槽10に注入することができる。このようにして二酸化炭素還元物質を回収することができる。
また、二酸化炭素還元物質が主に電解液に混和するため、第2電解用電極9において発生する酸素ガスと二酸化炭素還元物質が混合することにより生じる二酸化炭素還元物質の酸化を抑制することができ、二酸化炭素還元物質の回収量を大きくすることができる。さらに、二酸化炭素還元物質が主に電解液に混和するため、第1電解用電極8と第2電解用電極9との間に生成ガス分離のための隔壁を設ける必要がない。従って、第1および第2電解用電極8、9は、第1および第2電解用電極8,9の間を、第2電解用電極9において発生させた酸素ガスの気泡が移動可能に設けられる。このことにより、第1および第2電解用電極8,9との間隔を狭くすることができる。従って、第1および第2電解用電極8,9をその表面が広くなるように電解液槽10中に設けることができ、第1および第2電解用電極8,9と電解液との接触面積を広くすることができる。このことにより、炭酸の電解還元反応が進行する二酸化炭素還元用触媒の表面積を広くすることができ、炭酸が還元され生成される二酸化炭素還元物質の量を多くすることができる。また、二酸化炭素還元装置35を小型化することができる。さらに、第1および第2電解用電極8,9との間隔を狭くすることができるため、第1電解用電極8近傍の電解液と第2電解用電極9近傍の電解液との間にイオン濃度の不均衡が生じることを抑制することができ、炭酸の電解還元反応の進行が遅くなることを抑制することができる。
なお、第1および第2電解用電極8,9の間を気泡が移動可能であれば、二酸化炭素還元装置35が隔壁を備えてもよい。
The catalyst for reducing carbon dioxide may be a catalyst that reduces carbon dioxide to produce methanol, ethanol, propanol, formaldehyde, acetaldehyde, formic acid or acetic acid (hereinafter referred to as carbon dioxide reducing substance). Further, the carbon dioxide reduction catalyst may be a catalyst that selectively generates these substances. As a result, carbon dioxide reducing substances can be produced, and these substances can be used as fuel or the like. Further, since these carbon dioxide reducing substances are mixed with the electrolytic solution, the carbon dioxide reducing substances are recovered by recovering the electrolytic solution from the electrolytic solution tank 10 and separating it from the electrolytic solution. For example, the electrolytic solution mixed with the carbon dioxide reducing substance can be recovered by discharging the electrolytic solution from the electrolytic solution discharge port 29 while injecting the electrolytic solution into the electrolytic solution tank 10 from the electrolytic solution injection port 30. . The carbon dioxide reducing substance can be separated and recovered from the recovered electrolytic solution, and the separated electrolytic solution can be injected again into the electrolytic solution tank 10 from the electrolytic solution inlet 30. In this way, the carbon dioxide reducing substance can be recovered.
In addition, since the carbon dioxide reducing substance is mainly mixed in the electrolyte, it is possible to suppress the oxidation of the carbon dioxide reducing substance caused by mixing the oxygen gas generated in the second electrolysis electrode 9 and the carbon dioxide reducing substance. The amount of carbon dioxide reducing substance recovered can be increased. Further, since the carbon dioxide reducing substance is mainly mixed in the electrolytic solution, it is not necessary to provide a partition wall for separating the generated gas between the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9. Accordingly, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 are provided between the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 so that the bubbles of oxygen gas generated in the second electrolysis electrode 9 can move. . As a result, the distance between the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be reduced. Accordingly, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be provided in the electrolytic solution tank 10 so that the surfaces thereof are widened, and the contact area between the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 and the electrolytic solution can be increased. Can be widened. Thus, the surface area of the carbon dioxide reduction catalyst in which the electrolytic reduction reaction of carbonic acid proceeds can be increased, and the amount of carbon dioxide reducing substance produced by reduction of carbonic acid can be increased. Further, the carbon dioxide reduction device 35 can be reduced in size. Further, since the distance between the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be narrowed, ions are present between the electrolyte near the first electrolysis electrode 8 and the electrolyte near the second electrolysis electrode 9. The occurrence of concentration imbalance can be suppressed, and the progress of the electrolytic reduction reaction of carbonic acid can be suppressed.
Note that the carbon dioxide reduction device 35 may include a partition as long as bubbles can move between the first and second electrolysis electrodes 8 and 9.

また、二酸化炭素還元用触媒は、二酸化炭素を還元しメタン、エタン、一酸化炭素、エチレンを生成するものであってもよく、水から水素を生成するものであってもよい。この場合、メタン、水素などの生成ガスは、第2電解用電極9において発生した酸素ガスとの混合ガスから分離することにより回収する。   The carbon dioxide reduction catalyst may be one that reduces carbon dioxide to produce methane, ethane, carbon monoxide, or ethylene, or may produce hydrogen from water. In this case, the produced gas such as methane and hydrogen is recovered by being separated from the mixed gas with the oxygen gas generated in the second electrolysis electrode 9.

二酸化炭素還元用触媒としては、たとえば、固体金属、合金、金属酸化物または金属錯体である。前記固体金属、前記合金または前記金属酸化物は、例えば、Cu、Ag、FeまたはNiを含むものである。また、前記固体金属、前記合金または前記金属酸化物は、V族元素(バナジウム、ニオブ、タンタル)、Pb、In、Sn、Cd、Zn、Au、Agを含むものであってもよい。
前記金属錯体は、例えば、Co、Fe、NiまたはRuを含むものである。また、前記金属錯体は、VII族、VIII族元素から選ばれる少なくとも一種の元素を含む金属錯体、たとえば、ルテニウム、レニウム、マンガン、オスニウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金などから選ばれる少なくとも一種の元素を含む金属錯体であってもよい。
二酸化炭素還元用触媒が、固体金属や合金などの導電性を有する物質である場合、第1電解用電極8と二酸化炭素還元用触媒は同じであってもよい。例えば、第1電解用電極8および二酸化炭素還元用触媒が銅板からなる場合、第1電解用電極8である銅板の表面が二酸化炭素還元用触媒となる。
また、第1電解用電極8および二酸化炭素還元用触媒は、例えば、金属板と、その上に形成された多孔質カーボンや多孔質金属からなる多孔質層と、この多孔質層に担持されたCu、Ag、Niなどの金属またはCuO、AgO、NiOなどの金属酸化物とから構成されてもよい。このことにより、二酸化炭素還元用触媒の表面積を広くすることができ、二酸化炭素還元物質の生成量を大きくすることができる。また、第1電解用電極8および二酸化炭素還元用触媒は、金属板の表面上に二酸化炭素還元触媒となる金属を電解析出により析出させた構造を有してもよく、金属板の表面上に、金属錯体などの二酸化炭素還元触媒を含むフィルムを形成した構造を有してもよい。
なお、二酸化炭素還元用触媒は、二酸化炭素を還元できる触媒であればよく、ここに示した例に限定されない。
Examples of the carbon dioxide reduction catalyst include solid metals, alloys, metal oxides, and metal complexes. The solid metal, the alloy, or the metal oxide contains, for example, Cu, Ag, Fe, or Ni. The solid metal, the alloy, or the metal oxide may contain a group V element (vanadium, niobium, tantalum), Pb, In, Sn, Cd, Zn, Au, or Ag.
The metal complex includes, for example, Co, Fe, Ni, or Ru. Further, the metal complex is a metal complex containing at least one element selected from Group VII and Group VIII elements, for example, at least one selected from ruthenium, rhenium, manganese, osmium, rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum and the like. It may be a metal complex containing these elements.
When the carbon dioxide reduction catalyst is a conductive material such as a solid metal or an alloy, the first electrolysis electrode 8 and the carbon dioxide reduction catalyst may be the same. For example, when the first electrolysis electrode 8 and the carbon dioxide reduction catalyst are made of a copper plate, the surface of the copper plate that is the first electrolysis electrode 8 is the carbon dioxide reduction catalyst.
The first electrolysis electrode 8 and the carbon dioxide reduction catalyst are supported on, for example, a metal plate, a porous layer made of porous carbon or porous metal formed thereon, and the porous layer. You may comprise from metals, such as Cu, Ag, and Ni, or metal oxides, such as CuO, AgO, and NiO. As a result, the surface area of the carbon dioxide reduction catalyst can be increased, and the amount of carbon dioxide reducing substance produced can be increased. The first electrolysis electrode 8 and the carbon dioxide reduction catalyst may have a structure in which a metal that becomes a carbon dioxide reduction catalyst is deposited on the surface of the metal plate by electrolytic deposition. Furthermore, you may have the structure which formed the film containing carbon dioxide reduction catalysts, such as a metal complex.
The carbon dioxide reduction catalyst may be any catalyst that can reduce carbon dioxide, and is not limited to the example shown here.

酸素生成用触媒としては、たとえばMn、Ca、Zn、CoまたはIrを含む触媒である。酸素生成用触媒が、固体金属や合金などの導電性を有する物質である場合、第2電解用電極9と酸素生成用触媒は同じであってもよい。例えば、第2電解用電極9および酸素生成用触媒が銅板からなる場合、第2電解用電極9である銅板の表面が酸素生成用触媒となる。また、第2電解用電極9および酸素生成用触媒は、例えば、金属板と、その上に形成された多孔質カーボンや多孔質金属からなる多孔質層と、この多孔質層に担持されたMn、Ca、Zn、Co、Irなどの金属またはこれらの金属酸化物とから構成されてもよい。このことにより、酸素生成用触媒の表面積を広くすることができ、電解反応の反応速度の低下を抑制することができる。
なお、酸素生成用触媒は、酸素を生成できる触媒であればよく、ここに示した例に限定されない。
The catalyst for generating oxygen is, for example, a catalyst containing Mn, Ca, Zn, Co, or Ir. When the oxygen generation catalyst is a conductive material such as a solid metal or an alloy, the second electrolysis electrode 9 and the oxygen generation catalyst may be the same. For example, when the second electrolysis electrode 9 and the oxygen generation catalyst are made of a copper plate, the surface of the copper plate that is the second electrolysis electrode 9 is the oxygen generation catalyst. The second electrolysis electrode 9 and the oxygen generation catalyst include, for example, a metal plate, a porous layer made of porous carbon or porous metal formed thereon, and Mn supported on the porous layer. , Ca, Zn, Co, Ir, and the like, or a metal oxide thereof. As a result, the surface area of the oxygen generation catalyst can be increased, and a reduction in the reaction rate of the electrolytic reaction can be suppressed.
The oxygen generation catalyst may be any catalyst that can generate oxygen, and is not limited to the example shown here.

例えば図1〜3に示した二酸化炭素還元装置のように、第1および第2電解用電極8,9は、それぞれの主要面が光電変換層3の裏面と実質的に平行となるように設けることができる。このことにより、第1および第2電解用電極8、9を容易に設けることができ、製造コストを低減することができる。
例えば、図4〜8に示した二酸化炭素還元装置のように、第1および第2電解用電極8,9は、それぞれ主要面を有し、かつ、その主要面が対向するように設けられてもよい。このことにより、第1および第2電解用電極8,9の表面積を広くすることができ、二酸化炭素還元物質の生成量を多くすることができる。また、第1電解用電極8近傍の電解液と第2電解用電極9近傍の電解液との間のイオン濃度の不均衡を容易に解消することができ、炭酸の電解還元反応の進行速度の低下を抑制することができる。
また、例えば、図4〜8に示した二酸化炭素還元装置のように、第1および第2電解用電極8,9は、それぞれ主要面を有し、光電変換層3の裏面側に設けられ、光電変換層3の裏面に対し実質的に垂直となるように配置されてもよい。このことにより、光電変換層3と第1および第2電解用電極8,9とを同じスペースに配置することができ、かつ、第1および第2電解用電極8,9の表面積を広くすることができる。このことにより、生成される二酸化炭素還元物質の量を多くすることができる。
この場合、光電変換‐二酸化炭素還元一体装置であってもよく、光電変換層3と、第1および第2電解用電極8,9および電解液槽10とは、別々の装置として構成されてもよい。
For example, as in the carbon dioxide reduction apparatus shown in FIGS. 1 to 3, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 are provided so that their main surfaces are substantially parallel to the back surface of the photoelectric conversion layer 3. be able to. Thus, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be easily provided, and the manufacturing cost can be reduced.
For example, like the carbon dioxide reduction apparatus shown in FIGS. 4 to 8, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 each have a main surface and are provided so that the main surfaces face each other. Also good. As a result, the surface areas of the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be increased, and the amount of carbon dioxide reducing substance generated can be increased. Further, the ion concentration imbalance between the electrolytic solution in the vicinity of the first electrolysis electrode 8 and the electrolytic solution in the vicinity of the second electrolysis electrode 9 can be easily eliminated, and the progress rate of the electrolytic reduction reaction of carbonic acid can be reduced. The decrease can be suppressed.
Moreover, for example, like the carbon dioxide reduction apparatus shown in FIGS. 4 to 8, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 each have a main surface and are provided on the back surface side of the photoelectric conversion layer 3. You may arrange | position so that it may become substantially perpendicular | vertical with respect to the back surface of the photoelectric converting layer 3. FIG. Accordingly, the photoelectric conversion layer 3 and the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be arranged in the same space, and the surface area of the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be increased. Can do. As a result, the amount of carbon dioxide reducing substance produced can be increased.
In this case, the photoelectric conversion-carbon dioxide reduction integrated device may be used, and the photoelectric conversion layer 3, the first and second electrolysis electrodes 8, 9 and the electrolyte bath 10 may be configured as separate devices. Good.

また、第1および第2電解用電極8,9は、交互に並ぶように設けられてもよい。このことにより、第1および第2電解用電極8,9の表面積を広くすることができ、生成される二酸化炭素還元物質の量を多くすることができる。第1および第2電解用電極8,9は、例えば、0.5cm以上10cm以下の間隔で並べられてもよい。   Further, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 may be provided so as to be alternately arranged. As a result, the surface areas of the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be increased, and the amount of the carbon dioxide reducing substance produced can be increased. The first and second electrolysis electrodes 8 and 9 may be arranged at an interval of 0.5 cm to 10 cm, for example.

第1および第2電解用電極8,9は、例えば、図6、9〜11のように、第1電解用電極8と第2電解用電極9とが交互に並ぶように設けることができる。また、第1および第2電解用電極8,9は、図3、9のように、第1電解用電極8および第2電解用電極9のうち一方が他方に囲まれるように設けることができる。また、第1および第2電解用電極8、9は、例えば、図9のように、それぞれ幹部と前記幹部から延びる複数の支部とを有する櫛形構造を有し、第1電解用電極8の支部は、第2電解用電極9の2つの支部の間に配置され、第2電解用電極9の支部は、第1電解用電極8の2つの支部の間に配置されてもよい。また、第1および第2電解用電極8,9は、例えば、図10、11のように、それぞれ巻回構造を有してもよい。   The first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be provided so that the first electrolysis electrodes 8 and the second electrolysis electrodes 9 are alternately arranged, for example, as shown in FIGS. Further, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can be provided so that one of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9 is surrounded by the other, as shown in FIGS. . Further, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 have, for example, a comb structure having a trunk and a plurality of branches extending from the trunk as shown in FIG. May be disposed between the two branches of the second electrolysis electrode 9, and the branch of the second electrolysis electrode 9 may be disposed between the two branches of the first electrolysis electrode 8. The first and second electrolysis electrodes 8 and 9 may each have a wound structure as shown in FIGS.

また、第1および第2電解用電極8,9は、ガス排出路を有することができる。このことにより、第1電解用電極8の表面に生成気体が滞留し炭酸の電解還元反応の進行を阻害することを抑制することができ、第2電解用電極9の表面に生成気体が滞留し酸素ガスの発生反応の進行を阻害することを抑制することができる。このガス排出路は、生成気体を排出するためのものであれば限定されず、例えば、第1電解用電極8または第2電解用電極9に形成された開口であってもよく、切り込み部であってもよい。
例えば、二酸化炭素還元装置35が図1〜3または図4〜8に示したような構成を有する場合、第2電解用電極9で発生した酸素ガスの気泡はガス排出部26から排出されるため、二酸化炭素還元装置35は、ガス排出部26が上部となるように設置される。このことにより、気泡の浮力により酸素ガスをガス排出部26に移動させることができる。また、図7、8に示すように第1電解用電極8は、ガス排出部26に隣接する部分にガス排出路となる切り込み部を有するため、気泡は、第1電解用電極8の表面に滞留することなくガス排出部26から排出される。
In addition, the first and second electrolysis electrodes 8 and 9 can have gas discharge paths. As a result, it is possible to suppress the generation gas from staying on the surface of the first electrolysis electrode 8 and inhibiting the progress of the electrolytic reduction reaction of carbonic acid, and the generation gas stays on the surface of the second electrolysis electrode 9. It is possible to suppress the progress of the oxygen gas generation reaction. The gas discharge path is not limited as long as it is for discharging the generated gas. For example, the gas discharge path may be an opening formed in the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9. There may be.
For example, when the carbon dioxide reduction device 35 has the configuration as shown in FIGS. 1 to 3 or FIGS. 4 to 8, bubbles of oxygen gas generated in the second electrolysis electrode 9 are discharged from the gas discharge unit 26. The carbon dioxide reduction device 35 is installed so that the gas discharge unit 26 is at the top. Thereby, oxygen gas can be moved to the gas discharge part 26 by the buoyancy of bubbles. 7 and 8, the first electrolysis electrode 8 has a cut portion serving as a gas exhaust path in a portion adjacent to the gas exhaust portion 26, so that bubbles are formed on the surface of the first electrolysis electrode 8. The gas is discharged from the gas discharge unit 26 without stagnation.

二酸化炭素還元装置35が図9のような断面を有する場合も、図7、8に示したような切り込み部と同様の切り込み部を第1電解用電極8が有することができる。
二酸化炭素還元装置35が図10〜12のような断面を有する場合、第1電解用電極8、第2電解用電極9に開口や切込み部からなる排出路を形成することにより、第1電解用電極8、第2電解用電極9の表面に気泡が滞留することを抑制することができる。
Even when the carbon dioxide reduction device 35 has a cross section as shown in FIG. 9, the first electrolysis electrode 8 can have a cut portion similar to the cut portion as shown in FIGS. 7 and 8.
When the carbon dioxide reduction device 35 has a cross section as shown in FIGS. 10 to 12, the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9 are formed with a discharge path composed of an opening and a cut portion, whereby the first electrolysis It can suppress that a bubble stays on the surface of the electrode 8 and the electrode 9 for 2nd electrolysis.

2.光電変換層、透光性基板
光電変換層3は、第1および第2電解用電極8、9に光起電力を出力できるものであれば特に限定されないが、例えば、シリコン系半導体を用いた光電変換層、化合物半導体を用いた光電変換層、色素増感剤を利用した光電変換層、有機薄膜を用いた光電変換層などである。
また、二酸化炭素還元装置は、光電変換層の受光面側に透光性電極を有してもよく、光電変換層の光起電力を出力するための透光性電極、裏面電極を有してもよい。また、二酸化炭素還元装置が光電変換‐二酸化炭素還元一体装置である場合、二酸化炭素還元装置は、光電変換層と第1および第2電解用電極との間に絶縁層を有してもよい。
2. Photoelectric Conversion Layer, Translucent Substrate The photoelectric conversion layer 3 is not particularly limited as long as it can output photovoltaic power to the first and second electrolysis electrodes 8, 9. For example, photoelectric conversion layers using a silicon-based semiconductor can be used. A conversion layer, a photoelectric conversion layer using a compound semiconductor, a photoelectric conversion layer using a dye sensitizer, a photoelectric conversion layer using an organic thin film, and the like.
The carbon dioxide reduction device may have a translucent electrode on the light receiving surface side of the photoelectric conversion layer, and has a translucent electrode and a back electrode for outputting the photovoltaic power of the photoelectric conversion layer. Also good. When the carbon dioxide reducing device is a photoelectric conversion-carbon dioxide reducing integrated device, the carbon dioxide reducing device may have an insulating layer between the photoelectric conversion layer and the first and second electrolysis electrodes.

2−1.透光性基板
透光性基板1は、本実施形態の二酸化炭素還元装置35が備えてもよい。また、光電変換層3は、受光面が透光性基板1側となるように透光性基板1の上に設けられてもよい。透光性基板1は、光電変換層3を形成するための土台となる部材であり、光電変換層3を保護するための部材である。なお、光電変換層3が、半導体基板などからなり一定の強度を有する場合、透光性基板1は省略することが可能である。また、光電変換層3が樹脂フィルムなど柔軟性を有する材料の上に形成可能な場合、透光性基板1は省略することができる。
二酸化炭素還元装置35が光電変換‐二酸化炭素還元一体装置である場合、透光性基板1は電解液槽10の外壁部となることができる。
2-1. Translucent substrate The translucent substrate 1 may be provided in the carbon dioxide reduction device 35 of the present embodiment. Moreover, the photoelectric conversion layer 3 may be provided on the translucent substrate 1 so that the light receiving surface is on the translucent substrate 1 side. The translucent substrate 1 is a member that serves as a base for forming the photoelectric conversion layer 3, and is a member for protecting the photoelectric conversion layer 3. In addition, when the photoelectric converting layer 3 consists of a semiconductor substrate etc. and has fixed intensity | strength, the translucent board | substrate 1 can be abbreviate | omitted. Further, when the photoelectric conversion layer 3 can be formed on a flexible material such as a resin film, the translucent substrate 1 can be omitted.
When the carbon dioxide reducing device 35 is a photoelectric conversion-carbon dioxide reducing integrated device, the translucent substrate 1 can be an outer wall portion of the electrolytic solution tank 10.

また、透光性基板1は、透明であり光透過率が高いことが好ましいが、光電変換層3への効率的な光の入射が可能な構造であれば、光透過率に制限はない。
光透過率が高い基板材料として、例えば、ソーダガラス、石英ガラス、パイレックス(登録商標)、合成石英板等の透明なリジッド材、あるいは透明樹脂板やフィルム材等が好適に用いられる。化学的および物理的安定性を備える点より、ガラス基板を用いることが好ましい。
透光性基板1の光電変換層3側の表面には、入射した光が光電変換層3の表面で有効に乱反射されるように、微細な凹凸構造に形成することができる。この微細な凹凸構造は、例えば反応性イオンエッチング(RIE)処理もしくはブラスト処理等の公知の方法により形成することが可能である。
In addition, the translucent substrate 1 is preferably transparent and has high light transmittance, but the light transmittance is not limited as long as the light can be efficiently incident on the photoelectric conversion layer 3.
As a substrate material having a high light transmittance, for example, a transparent rigid material such as soda glass, quartz glass, Pyrex (registered trademark), or a synthetic quartz plate, or a transparent resin plate or film material is preferably used. In view of chemical and physical stability, it is preferable to use a glass substrate.
On the surface of the translucent substrate 1 on the photoelectric conversion layer 3 side, a fine uneven structure can be formed so that incident light is effectively irregularly reflected on the surface of the photoelectric conversion layer 3. This fine concavo-convex structure can be formed by a known method such as reactive ion etching (RIE) treatment or blast treatment.

2−2.透光性電極
透光性電極5は、透光性基板1の上に設けることができ、光電変換層3の受光面と接触するように設けることができる。また、透光性電極5は、透光性基板1を省略可能の場合、光電変換層3の受光面に直接設けられてもよい。透光性電極5は、第1電解用電極8および第2電解用電極9のうち一方と電気的に接続することができる。透光性電極5を設けることにより、光電変換層3の受光面と第1電解用電極8または第2電解用電極9との間に流れる電流を大きくすることができる。また、光電変換層3が図15、16のように光電変換層3の裏面の第1区域と第2区域との間に起電力が生じるものである場合、透光性電極5は不要である。
透光性電極5は、導線などを介して第1電解用電極8または第2電解用電極9と電気的に接続してもよく、図7、8のように導電部20aを介して第1電解用電極8または第2電解用電極9と電気的に接続してもよい。
透光性電極5は、例えば、ITO、SnO2などの透明導電膜からなってもよく、Ag、Auなどの金属のフィンガー電極からなってもよい。
2-2. Translucent Electrode The translucent electrode 5 can be provided on the translucent substrate 1, and can be provided in contact with the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 3. Further, the translucent electrode 5 may be provided directly on the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 3 when the translucent substrate 1 can be omitted. The translucent electrode 5 can be electrically connected to one of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9. By providing the translucent electrode 5, the current flowing between the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 3 and the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9 can be increased. Further, when the photoelectric conversion layer 3 generates an electromotive force between the first area and the second area on the back surface of the photoelectric conversion layer 3 as shown in FIGS. 15 and 16, the translucent electrode 5 is unnecessary. .
The translucent electrode 5 may be electrically connected to the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9 via a conductive wire or the like, and the first translucent electrode 5 via the conductive portion 20a as shown in FIGS. The electrode 8 for electrolysis or the electrode 9 for second electrolysis may be electrically connected.
The translucent electrode 5 may be made of a transparent conductive film such as ITO or SnO 2 or may be made of a metal finger electrode such as Ag or Au.

ここでは、二酸化炭素還元装置が光電変換‐二酸化炭素還元一体装置であり、透光性電極5を透明導電膜とした場合について説明する。
透明導電膜は、光電変換層3の受光面と第1電解用電極8または第2電解用電極9とのコンタクトを取りやすくするために用いている。
一般に透明電極として使用されているものを用いることが可能である。具体的にはIn−Zn−O(IZO)、In−Sn−O(ITO)、ZnO−Al、Zn−Sn−O、SnO2等を挙げることができる。なお本透明導電膜は、太陽光の光線透過率が85%以上、中でも90%以上、特に92%以上であることが好ましい。このことにより光電変換層3が光を効率的に吸収することができるためである。
透明導電膜の作成方法としては公知の方法を用いることができ、スパッタリング、真空蒸着、ゾルゲル法、クラスタービーム蒸着法、PLD(Pulse Laser Deposition)法などが挙げられる。
Here, a case where the carbon dioxide reduction device is a photoelectric conversion-carbon dioxide reduction integrated device and the translucent electrode 5 is a transparent conductive film will be described.
The transparent conductive film is used to facilitate contact between the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 3 and the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9.
What is generally used as a transparent electrode can be used. Specifically, In—Zn—O (IZO), In—Sn—O (ITO), ZnO—Al, Zn—Sn—O, SnO 2 and the like can be given. The transparent conductive film preferably has a sunlight transmittance of 85% or more, particularly 90% or more, and particularly 92% or more. This is because the photoelectric conversion layer 3 can absorb light efficiently.
As a method for producing the transparent conductive film, a known method can be used, and examples thereof include sputtering, vacuum deposition, sol-gel method, cluster beam deposition method, and PLD (Pulse Laser Deposition) method.

導電部20aは、透光性電極5と第1電解用電極8または第2電解用電極9とにそれぞれ接触するように設けることができる。導電部20aを設けることにより、容易に光電変換層3の受光面に接触した透光性電極5と第1電解用電極8または第2電解用電極9とを電気的に接続することができる。
また、導電部20aは、光電変換層3を貫通するコンタクトホールに設けられてもよい。このことにより、光電変換層3の受光面と第1電解用電極8または第2電解用電極9との間の電流経路を短くすることができ、より効率的に炭酸を電解還元することができる。また、導電部20aが設けられたコンタクトホールは、1つまたは複数でもよく、円形の断面を有してもよい。
また、導電部20aは、図7、8のように光電変換層3の側面上に設けられてもよい。
The conductive portion 20a can be provided so as to be in contact with the translucent electrode 5 and the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9 respectively. By providing the conductive portion 20a, the translucent electrode 5 in contact with the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 3 and the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9 can be easily electrically connected.
In addition, the conductive part 20 a may be provided in a contact hole that penetrates the photoelectric conversion layer 3. As a result, the current path between the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 3 and the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9 can be shortened, and the carbon dioxide can be electrolytically reduced more efficiently. . Further, the contact hole provided with the conductive portion 20a may be one or plural, and may have a circular cross section.
Moreover, the electroconductive part 20a may be provided on the side surface of the photoelectric converting layer 3 like FIG.

導電部20の材料は、導電性を有しているものであれば特に制限されない。導電性粒子を含有するペースト、例えばカーボンペースト、Agペースト等をスクリーン印刷法、インクジェット法等で塗布し乾燥もしくは焼成する方法や、原料ガスを用いたCVD法等により製膜する方法、PVD法、蒸着法、スパッタ法、ゾルゲル法、電気化学的な酸化還元反応を利用した方法等が挙げられる。なお、この導電部20の材料や製造方法は、二酸化炭素還元装置35が有する他の導電部20にも矛盾がない限り当てはまる。   The material of the electroconductive part 20 will not be restrict | limited especially if it has electroconductivity. A paste containing conductive particles, for example, a carbon paste, an Ag paste or the like applied by screen printing, an inkjet method, etc., dried or baked, a method of forming a film by a CVD method using a raw material gas, a PVD method, Examples thereof include a vapor deposition method, a sputtering method, a sol-gel method, and a method using an electrochemical redox reaction. Note that the material and manufacturing method of the conductive portion 20 are applicable to other conductive portions 20 included in the carbon dioxide reduction device 35 as long as there is no contradiction.

2−3.光電変換層
光電変換層3は、受光面およびその裏面を有する。なお、受光面とは、光電変換するための光を受光する面であり、裏面とは、受光面の裏の面である。また、光電変換層3は、透光性電極5が設けられた透光性基板1の上に受光面を下にして設けることができる。光電変換層3は、例えば、図2、5、7、8のように受光面と裏面との間に起電力が生じるものであってもよく、図15、16のように光電変換層3の裏面の第1区域と第2区域との間に起電力が生じるものであってもよい。図15のような光電変換層3は、n型半導体部40とp型半導体部39を形成した半導体基板などにより形成することができる。
光電変換層3の形は、特に限定されないが、例えば、方形状とすることができる。
光電変換層3は、入射光により電荷分離することができ、起電力が生じるものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン系半導体を用いた光電変換層、化合物半導体を用いた光電変換層、色素増感剤を利用した光電変換層、有機薄膜を用いた光電変換層などである。
2-3. Photoelectric Conversion Layer The photoelectric conversion layer 3 has a light receiving surface and a back surface thereof. The light receiving surface is a surface that receives light for photoelectric conversion, and the back surface is the back surface of the light receiving surface. In addition, the photoelectric conversion layer 3 can be provided on the translucent substrate 1 on which the translucent electrode 5 is provided with the light receiving surface facing down. For example, the photoelectric conversion layer 3 may be one in which an electromotive force is generated between the light receiving surface and the back surface as illustrated in FIGS. 2, 5, 7, and 8. An electromotive force may be generated between the first area and the second area on the back surface. The photoelectric conversion layer 3 as shown in FIG. 15 can be formed by a semiconductor substrate on which the n-type semiconductor portion 40 and the p-type semiconductor portion 39 are formed.
Although the shape of the photoelectric converting layer 3 is not specifically limited, For example, it can be made into a square shape.
The photoelectric conversion layer 3 is not particularly limited as long as it can separate charges by incident light and generates an electromotive force. For example, the photoelectric conversion layer using a silicon-based semiconductor or the photoelectric conversion layer using a compound semiconductor And a photoelectric conversion layer using a dye sensitizer and a photoelectric conversion layer using an organic thin film.

光電変換層3は、光を受光することにより、第1電解用電極8において炭酸の電解還元反応を進行させ、第2電解用電極9において酸素生成反応を進行させるために必要な起電力が生じる材料を使用する必要がある。そのために、光電変換層3は、pn接合など起電力を生じさせる部分を二接合以上直列に接続することができる。例えば、図7、8のように受光面と裏面との間に起電力が生じる光電変換層3の場合、光電変換層3は、pn接合を有する光電変換部を複数積層させた構造を有することができる。また、図15、16のように裏面の第1区域と第2区域との間に起電力が生じる光電変換層3の場合、光電変換層3は、それぞれn型半導体部40とp型半導体部39が形成された光電変換部を導電部20dにより直列接続した構造を有することができる。   When the photoelectric conversion layer 3 receives light, an electromotive force necessary for advancing the electrolytic reduction reaction of carbonic acid in the first electrolysis electrode 8 and advancing the oxygen generation reaction in the second electrolysis electrode 9 is generated. It is necessary to use materials. Therefore, the photoelectric conversion layer 3 can connect two or more junctions in series such as a pn junction to generate an electromotive force. For example, in the case of the photoelectric conversion layer 3 in which an electromotive force is generated between the light receiving surface and the back surface as shown in FIGS. 7 and 8, the photoelectric conversion layer 3 has a structure in which a plurality of photoelectric conversion portions having a pn junction are stacked. Can do. 15 and 16, in the case of the photoelectric conversion layer 3 in which an electromotive force is generated between the first area and the second area on the back surface, the photoelectric conversion layer 3 includes the n-type semiconductor portion 40 and the p-type semiconductor portion, respectively. The photoelectric conversion part in which 39 is formed can have a structure in which the conductive part 20d is connected in series.

光電変換を行う材料は、シリコン系半導体、化合物半導体、有機材料をベースとしたものなどが挙げられるが、いずれの光電変換材料も使用することが可能である。また、起電力を大きくするために、これらの光電変換材料を積層することが可能である。積層する場合には同一材料で多接合構造を形成することが可能であるが、光学的バンドギャップの異なる複数の光電変換部を積層し、各々の光電変換部の低感度波長領域を相互に補完することにより、広い波長領域にわたり入射光を効率よく吸収することが可能となる。これらの複数の光電変換部は、それぞれ異なるバンドギャップを有することが好ましい。このような構成によれば、光電変換層3で生じる起電力をより大きくすることができ、炭酸の電解還元反応を効率的に進行させることができる。   Examples of the material that performs photoelectric conversion include silicon-based semiconductors, compound semiconductors, and materials based on organic materials, and any photoelectric conversion material can be used. In order to increase the electromotive force, these photoelectric conversion materials can be stacked. In the case of stacking, it is possible to form a multi-junction structure with the same material, but stacking multiple photoelectric converters with different optical band gaps and complementing the low sensitivity wavelength regions of each photoelectric converter By doing so, incident light can be efficiently absorbed over a wide wavelength region. The plurality of photoelectric conversion units preferably have different band gaps. According to such a configuration, the electromotive force generated in the photoelectric conversion layer 3 can be further increased, and the electrolytic reduction reaction of carbonic acid can be efficiently advanced.

また、光電変換部間の直列接続特性の改善や、光電変換層3で発生する光電流の整合のために、光電変換部間に透明導電膜等の導電体を介在させることが可能である。これにより光電変換層3の劣化を抑制することが可能となる。
光電変換層3の例を以下に具体的に説明する。また、光電変換層3は、これらを組み合わせたものでもよい。また、以下の光電変換層3の例は、矛盾しない限り光電変換部とすることもできる。
Moreover, it is possible to interpose a conductor such as a transparent conductive film between the photoelectric conversion units in order to improve the serial connection characteristics between the photoelectric conversion units and to match the photocurrent generated in the photoelectric conversion layer 3. Thereby, deterioration of the photoelectric conversion layer 3 can be suppressed.
An example of the photoelectric conversion layer 3 will be specifically described below. The photoelectric conversion layer 3 may be a combination of these. Moreover, the following examples of the photoelectric conversion layer 3 can be used as a photoelectric conversion part as long as there is no contradiction.

2−3−1.シリコン系半導体を用いた光電変換層
シリコン系半導体を用いた光電変換層3は、例えば、単結晶型、多結晶型、アモルファス型、球状シリコン型、及びこれらを組み合わせたもの等が挙げられる。いずれもp型半導体とn型半導体が接合したpn接合を有することができる。また、p型半導体とn型半導体との間にi型半導体を設けたpin接合を有するものとすることもできる。また、pn接合を複数有するもの、pin接合を複数有するもの、pn接合とpin接合を有するものとすることもできる。
シリコン系半導体とは、シリコンを含む半導体であり、例えば、シリコン、シリコンカーバイド、シリコンゲルマニウムなどである。また、シリコンなどにn型不純物またはp型不純物が添加されたものも含み、また、結晶質、非晶質、微結晶のものも含む。
また、シリコン系半導体を用いた光電変換層3は、透光性基板1の上に形成された薄膜または厚膜の光電変換層であってもよく、また、シリコンウェハなどのウェハにpn接合またはpin接合を形成したものでもよく、また、pn接合またはpin接合を形成したウェハの上に薄膜の光電変換層を形成したものでもよい。
2-3-1. Photoelectric conversion layer using a silicon-based semiconductor Examples of the photoelectric conversion layer 3 using a silicon-based semiconductor include a single crystal type, a polycrystalline type, an amorphous type, a spherical silicon type, and a combination thereof. Any of them can have a pn junction in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are joined. Further, a pin junction in which an i-type semiconductor is provided between a p-type semiconductor and an n-type semiconductor may be provided. Further, it may have a plurality of pn junctions, a plurality of pin junctions, or a pn junction and a pin junction.
The silicon-based semiconductor is a semiconductor containing silicon, such as silicon, silicon carbide, or silicon germanium. In addition, silicon or the like in which n-type impurities or p-type impurities are added is included, and crystalline, amorphous, or microcrystalline silicon is also included.
Further, the photoelectric conversion layer 3 using a silicon-based semiconductor may be a thin film or a thick film photoelectric conversion layer formed on the translucent substrate 1, or a pn junction or a wafer such as a silicon wafer. A pin junction may be formed, or a thin film photoelectric conversion layer may be formed on a wafer having a pn junction or a pin junction.

シリコン系半導体を用いた光電変換層3の形成例を以下に示す。
透光性基板1上に積層した透光性電極5上に、第1導電型半導体層をプラズマCVD法等の方法で形成する。この第1導電型半導体層としては、導電型決定不純物原子濃度が1×1018〜5×1021/cm3程度ドープされた、p+型またはn+型の非晶質Si薄膜、または多結晶あるいは微結晶Si薄膜とする。第1導電型半導体層の材料としては、Siに限らず、SiCあるいはSiGe,Six1-x等の化合物を用いることも可能である。
An example of forming the photoelectric conversion layer 3 using a silicon-based semiconductor is shown below.
On the translucent electrode 5 laminated on the translucent substrate 1, a first conductivity type semiconductor layer is formed by a method such as plasma CVD. As the first conductive type semiconductor layer, a p + type or n + type amorphous Si thin film doped with a conductivity type determining impurity atom concentration of about 1 × 10 18 to 5 × 10 21 / cm 3 , or many A crystalline or microcrystalline Si thin film is used. The material of the first conductivity type semiconductor layer is not limited to Si, and it is also possible to use a compound such as SiC, SiGe, or Si x O 1-x .

このように形成された第1導電型半導体層上に、結晶質Si系光活性層として多結晶あるいは微結晶の結晶質Si薄膜をプラズマCVD法等の方法で形成する。なお、導電型は第1導電型半導体よりドーピング濃度が低い第1導電型とするか、あるいはi型とする。結晶質Si系光活性層の材料としては、Siに限らず、SiCあるいはSiGe,Six1-x等の化合物を用いることも可能である。 On the first conductivity type semiconductor layer thus formed, a polycrystalline or microcrystalline crystalline Si thin film is formed as a crystalline Si photoactive layer by a method such as plasma CVD. The conductivity type is the first conductivity type having a lower doping concentration than the first conductivity type semiconductor, or the i conductivity type. The material for the crystalline Si-based photoactive layer is not limited to Si, and it is also possible to use a compound such as SiC, SiGe, or Si x O 1-x .

次に、結晶質Si系光活性層上に半導体接合を形成するため、第1導電型半導体層とは反対導電型である第2導電型半導体層をプラズマCVD等の方法で形成する。この第2導電型半導体層としては、導電型決定不純物原子が1×1018〜5×1021/cm3程度ドープされた、n+型またはp+型の非晶質Si薄膜、または多結晶あるいは微結晶Si薄膜とする。第2導電型半導体層の材料としては、Siに限らず、SiCあるいはSiGe,Six1-x等の化合物を用いることも可能である。また接合特性をより改善するために、結晶質Si系光活性層と第2導電型半導体層との間に、実質的にi型の非単結晶Si系薄膜を挿入することも可能である。このようにして、受光面に最も近い光電変換部を一層積層することができる。 Next, in order to form a semiconductor junction on the crystalline Si-based photoactive layer, a second conductivity type semiconductor layer having a conductivity type opposite to the first conductivity type semiconductor layer is formed by a method such as plasma CVD. As the second conductive type semiconductor layer, an n + type or p + type amorphous Si thin film doped with about 1 × 10 18 to 5 × 10 21 / cm 3 of a conductivity type determining impurity atom, or polycrystalline Alternatively, a microcrystalline Si thin film is used. The material of the second conductivity type semiconductor layer is not limited to Si, and it is also possible to use a compound such as SiC, SiGe, or Si x O 1-x . In order to further improve the bonding characteristics, it is possible to insert a substantially i-type non-single-crystal Si-based thin film between the crystalline Si-based photoactive layer and the second conductive type semiconductor layer. In this manner, one photoelectric conversion portion closest to the light receiving surface can be stacked.

続けて第二層目の光電変換部を形成する。第二層目の光電変換部は、第1導電型半導体層、結晶質Si系光活性層、第2導電型半導体層からなり、それぞれの層は、第一層目の光電変換部中の対応する第1導電型半導体層、結晶質Si系光活性層、第2導電型半導体層と同様に形成する。二層のタンデムで水分解に十分な電位を得ることができない場合は、三層あるいはそれ以上の層状構造を取ることが好ましい。ただし第二層目の光電変換部の結晶質Si系光活性層の体積結晶化分率は、第一層目の結晶質Si系光活性層と比較すると高くすることが好ましい。三層以上積層する場合も同様に下層と比較すると体積結晶化分率を高くすることが好ましい。これは、長波長域での吸収が大きくなり、分光感度が長波長側にシフトし、同じSi材料を用いて光活性層を構成した場合においても、広い波長域で感度を向上させることが可能となるためである。すなわち、結晶化率の異なるSiでタンデム構造にすることにより、分光感度が広くなり、光の高効率利用が可能となる。このとき低結晶化率材料を受光面側にしないと高効率とならない。また結晶化率が40%以下に下がるとアモルファス成分が増え、劣化が生じてしまう。   Subsequently, a second layer photoelectric conversion portion is formed. The photoelectric conversion part of the second layer is composed of a first conductive type semiconductor layer, a crystalline Si-based photoactive layer, and a second conductive type semiconductor layer, and each layer corresponds to the first photoelectric conversion part. The first conductive type semiconductor layer, the crystalline Si-based photoactive layer, and the second conductive type semiconductor layer are formed. When a potential sufficient for water splitting cannot be obtained with a two-layer tandem, it is preferable to take a three-layer structure or more. However, it is preferable that the volume crystallization fraction of the crystalline Si-based photoactive layer of the photoelectric conversion part of the second layer is higher than that of the crystalline Si-based photoactive layer of the first layer. Similarly, when three or more layers are laminated, it is preferable to increase the volume crystallization fraction as compared with the lower layer. This increases the absorption in the long wavelength region, shifts the spectral sensitivity to the long wavelength side, and can improve the sensitivity in a wide wavelength region even when the photoactive layer is configured using the same Si material. It is because it becomes. That is, by using a tandem structure with Si having different crystallization rates, the spectral sensitivity is widened, and light can be used with high efficiency. At this time, if the low crystallization rate material is not on the light receiving surface side, high efficiency cannot be achieved. Further, when the crystallization rate is lowered to 40% or less, the amorphous component increases and deterioration occurs.

次に、シリコン基板を用いた光電変換層3の形成例を以下に示す。
シリコン基板としては、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板などを用いることができ、p型であっても、n型であっても、i型であってもよい。このシリコン基板の一部にPなどのn型不純物を熱拡散またはイオン注入などによりドープすることによりn型半導体部40を形成し、シリコン基板のほかの一部にBなどのp型不純物を熱拡散またはイオン注入などによりドープすることによりp型半導体部39を形成することができる。このことにより、シリコン基板にpn接合、pin接合、npp+接合またはpnn+接合などを形成することができ、光電変換層3を形成することができる。
このような光電変換層3では、n型半導体部40、p型半導体部39を形成したシリコン基板の面が光電変換層3の裏面となり、その反対の面が受光面となる。また、光電変換層3の裏面における、n型半導体部40を形成した区域とp型半導体部39を形成した区域のうち、一方が第1区域となり、他方が第2区域となり、この第1区域と第2区域との間に光起電力が生じる。第1区域と第2区域のうち、一方が第1電解用電極8と電気的に接続し、他方が第2電解用電極9と電気的に接続することができる。この電気的接続は、導線により接続されてもよく、直接接触することにより接続されてもよく、図15、16のように導電部20b、20cにより接続されてもよい。
Next, an example of forming the photoelectric conversion layer 3 using a silicon substrate is shown below.
As the silicon substrate, a single crystal silicon substrate, a polycrystalline silicon substrate, or the like can be used, and may be p-type, n-type, or i-type. An n-type semiconductor portion 40 is formed by doping an n-type impurity such as P into a part of this silicon substrate by thermal diffusion or ion implantation, and a p-type impurity such as B is heated on the other part of the silicon substrate. The p-type semiconductor portion 39 can be formed by doping by diffusion or ion implantation. Thus, pn junction in the silicon substrate, pin junction can be formed and npp + junction or pnn + junction, it is possible to form a photoelectric conversion layer 3.
In such a photoelectric conversion layer 3, the surface of the silicon substrate on which the n-type semiconductor portion 40 and the p-type semiconductor portion 39 are formed is the back surface of the photoelectric conversion layer 3, and the opposite surface is the light receiving surface. In addition, one of the areas where the n-type semiconductor part 40 and the p-type semiconductor part 39 are formed on the back surface of the photoelectric conversion layer 3 is a first area, and the other is a second area. Between the first and second areas. One of the first area and the second area can be electrically connected to the first electrolysis electrode 8 and the other can be electrically connected to the second electrolysis electrode 9. This electrical connection may be connected by a conductive wire, may be connected by direct contact, or may be connected by conductive portions 20b and 20c as shown in FIGS.

n型半導体部40およびp型半導体部39は、シリコン基板にそれぞれ1つの領域を形成することができ、n型半導体部40およびp型半導体部39のうちどちらか一方を複数形成することもできる。また、図15、16のようにn型半導体部40およびp型半導体部39を形成したシリコン基板を並べて設置し、導電部20dにより直列接続することにより光電変換層3を形成することもできる。
なお、ここではシリコン基板を用いて説明したが、pn接合、pin接合、npp+接合またはpnn+接合などを形成することができる他の半導体基板を用いてもよい。また、n型半導体部40およびp型半導体部39を形成することができれば、半導体基板に限定されず、基板上に形成された半導体層であってもよい。
Each of the n-type semiconductor unit 40 and the p-type semiconductor unit 39 can form one region on the silicon substrate, and a plurality of either one of the n-type semiconductor unit 40 and the p-type semiconductor unit 39 can be formed. . 15 and 16, the photoelectric conversion layer 3 can also be formed by arranging and arranging silicon substrates on which the n-type semiconductor portion 40 and the p-type semiconductor portion 39 are formed and connecting them in series by the conductive portion 20d.
Note that, although described with reference to a silicon substrate, pn junction, pin junction, may use other semiconductor substrate or the like can be formed npp + junction or pnn + junction. Moreover, as long as the n-type semiconductor part 40 and the p-type semiconductor part 39 can be formed, the semiconductor layer is not limited to the semiconductor substrate, and may be a semiconductor layer formed on the substrate.

2−3−2.化合物半導体を用いた光電変換層
化合物半導体を用いた光電変換層3は、例えば、III−V族元素で構成されるGaP、GaAsやInP、InAs、II−VI族元素で構成されるCdTe/CdS、I−III−VI族で構成されるCIGS(Copper Indium Gallium DiSelenide)などを用いpn接合を形成したものが挙げられる。
2-3-2. Photoelectric Conversion Layer Using Compound Semiconductor Photoelectric conversion layer 3 using a compound semiconductor is, for example, CdTe / CdS composed of GaP, GaAs, InP, InAs, and II-VI group elements composed of III-V group elements. And CIGS (Copper Indium Gallium DiSelenide) composed of I-III-VI group and the like, and a pn junction formed.

化合物半導体を用いた光電変換層3の製造方法の一例を以下に示すが、本製造方法では、製膜処理等はすべて有機金属気相成長法(MOCVD;Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置を使って連続して行われる。III族元素の材料としては、例えばトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウムなどの有機金属が水素をキャリアガスとして成長装置に供給される。V族元素の材料としては、例えばアルシン(AsH3)、ホスフィン(PH3)、スチビン(SbH3)等のガスが使われる。p型不純物またはn型不純物のドーパントとしては、例えばp型化にはジエチルジンク、またはn型化には、モノシラン(SiH4)やジシラン(Si26)、セレン化水素(H2Se)等が利用される。これらの原料ガスを、例えば700℃に加熱された基板上に供給することにより熱分解させ、所望の化合物半導体材料膜をエピタキシャル成長させることが可能である。これら成長層の組成は導入するガス組成により、また膜厚はガスの導入時間によって制御することが可能である。これらの光電変換部を多接合積層する場合は、層間での格子定数を可能な限り合わせることにより、結晶性に優れた成長層を形成することができ、光電変換効率を向上することが可能となる。 An example of a manufacturing method of the photoelectric conversion layer 3 using a compound semiconductor is shown below. In this manufacturing method, all the film forming processes are performed using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) apparatus. It is done continuously. As a group III element material, for example, an organic metal such as trimethylgallium, trimethylaluminum, or trimethylindium is supplied to the growth apparatus using hydrogen as a carrier gas. For example, a gas such as arsine (AsH 3 ), phosphine (PH 3 ), and stibine (SbH 3 ) is used as the material of the group V element. As a dopant of p-type impurities or n-type impurities, for example, diethyl zinc for p-type conversion, monosilane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), hydrogen selenide (H 2 Se) for n-type conversion. Etc. are used. These source gases can be thermally decomposed by supplying them onto a substrate heated to, for example, 700 ° C., and a desired compound semiconductor material film can be epitaxially grown. The composition of these growth layers can be controlled by the gas composition to be introduced, and the film thickness can be controlled by the gas introduction time. When multi-junction laminating these photoelectric conversion parts, it is possible to form a growth layer with excellent crystallinity by adjusting the lattice constant between layers as much as possible, and to improve the photoelectric conversion efficiency. Become.

pn接合を形成した部分以外にも、例えば受光面側に公知の窓層や、非受光面側に公知の電界層等を設けることによりキャリア収集効率を高める工夫を有してもよい。また不純物の拡散を防止するためのバッファ層を有していてもよい。   In addition to the portion where the pn junction is formed, for example, a known window layer on the light receiving surface side or a known electric field layer on the non-light receiving surface side may be provided to improve carrier collection efficiency. Further, a buffer layer for preventing diffusion of impurities may be provided.

2−3−3.色素増感剤を利用した光電変換層
色素増感剤を利用した光電変換層3は、例えば、主に多孔質半導体、色素増感剤、電解質、溶媒などにより構成される。
多孔質半導体を構成する材料としては、例えば、酸化チタン、酸化タングステン、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム等公知の半導体から1種類以上を選択することが可能である。多孔質半導体を基板上に形成する方法としては、半導体粒子を含有するペーストをスクリーン印刷法、インクジェット法等で塗布し乾燥もしくは焼成する方法や、原料ガスを用いたCVD法等により製膜する方法、PVD法、蒸着法、スパッタ法、ゾルゲル法、電気化学的な酸化還元反応を利用した方法等が挙げられる。
2-3-3. Photoelectric Conversion Layer Using Dye Sensitizer The photoelectric conversion layer 3 using a dye sensitizer is mainly composed of, for example, a porous semiconductor, a dye sensitizer, an electrolyte, a solvent, and the like.
As a material constituting the porous semiconductor, for example, one or more kinds of known semiconductors such as titanium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, barium titanate, strontium titanate, cadmium sulfide can be selected. As a method for forming a porous semiconductor on a substrate, a paste containing semiconductor particles is applied by a screen printing method, an ink jet method and the like, dried or baked, a method of forming a film by a CVD method using a raw material gas, etc. , PVD method, vapor deposition method, sputtering method, sol-gel method, method using electrochemical oxidation-reduction reaction, and the like.

多孔質半導体に吸着する色素増感剤としては、可視光領域および赤外光領域に吸収を持つ種々の色素を用いることが可能である。ここで、多孔質半導体に色素を強固に吸着させるには、色素分子中にカルボン酸基、カルボン酸無水基、アルコキシ基、スルホン酸基、ヒドロキシル基、ヒドロキシルアルキル基、エステル基、メルカプト基、ホスホニル基等が存在することが好ましい。これらの官能基は、励起状態の色素と多孔質半導体の伝導帯との間の電子移動を容易にする電気的結合を提供する。   As the dye sensitizer adsorbed on the porous semiconductor, various dyes having absorption in the visible light region and the infrared light region can be used. Here, in order to firmly adsorb the dye to the porous semiconductor, the carboxylic acid group, carboxylic anhydride group, alkoxy group, sulfonic acid group, hydroxyl group, hydroxylalkyl group, ester group, mercapto group, phosphonyl in the dye molecule It is preferable that a group or the like is present. These functional groups provide an electrical bond that facilitates electron transfer between the excited state dye and the conduction band of the porous semiconductor.

これらの官能基を含有する色素として、例えば、ルテニウムビピリジン系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、アゾ系色素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、ベリレン系色素、インジゴ系色素、ナフタロシアニン系色素等が挙げられる。   Examples of dyes containing these functional groups include ruthenium bipyridine dyes, quinone dyes, quinone imine dyes, azo dyes, quinacridone dyes, squarylium dyes, cyanine dyes, merocyanine dyes, and triphenylmethane dyes. Xanthene dyes, porphyrin dyes, phthalocyanine dyes, berylene dyes, indigo dyes, naphthalocyanine dyes, and the like.

多孔質半導体への色素の吸着方法としては、例えば多孔質半導体を、色素を溶解した溶液(色素吸着用溶液)に浸漬する方法が挙げられる。色素吸着用溶液に用いられる溶媒としては、色素を溶解するものであれば特に制限されず、具体的には、エタノール、メタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等の窒素化合物類、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル等のエステル類、水等を挙げることができる。   Examples of the method for adsorbing the dye to the porous semiconductor include a method in which the porous semiconductor is immersed in a solution in which the dye is dissolved (dye adsorption solution). The solvent used in the dye adsorption solution is not particularly limited as long as it dissolves the dye, and specifically, alcohols such as ethanol and methanol, ketones such as acetone, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran. Nitrogen compounds such as acetonitrile, aliphatic hydrocarbons such as hexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, esters such as ethyl acetate, water, and the like.

電解質は、酸化還元対とこれを保持する液体または高分子ゲル等固体の媒体からなる。
酸化還元対としては一般に、鉄系、コバルト系等の金属類や塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン物質が好適に用いられ、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等の金属ヨウ化物とヨウ素の組み合わせが好ましく用いられる。さらに、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド等のイミダゾール塩等を混入することもできる。
The electrolyte is composed of a redox pair and a solid medium such as a liquid or polymer gel holding the redox pair.
In general, iron- and cobalt-based metals and halogen substances such as chlorine, bromine, and iodine are preferably used as the redox pair, and metal iodides such as lithium iodide, sodium iodide, and potassium iodide and iodine are used. The combination of is preferably used. Furthermore, imidazole salts such as dimethylpropylimidazole iodide can also be mixed.

また、溶媒としては、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、アセトニトリル等のニトリル化合物、エタノール、メタノール等のアルコール、その他、水や非プロトン極性物質等が用いられるが、中でも、カーボネート化合物やニトリル化合物が好適に用いられる。   As the solvent, carbonate compounds such as propylene carbonate, nitrile compounds such as acetonitrile, alcohols such as ethanol and methanol, water, aprotic polar substances, and the like are used. Of these, carbonate compounds and nitrile compounds are preferred. Used.

2−3−4.有機薄膜を用いた光電変換層
有機薄膜を用いた光電変換層3は、電子供与性および電子受容性を持つ有機半導体材料で構成される電子正孔輸送層、または電子受容性を有する電子輸送層と電子供与性を有する正孔輸送層とが積層されたものであってもよい。
電子供与性の有機半導体材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されないが、塗布法により製膜できることが好ましく、中でも電子供与性の導電性高分子が好適に使用される。
2-3-4. Photoelectric conversion layer using organic thin film Photoelectric conversion layer 3 using an organic thin film is an electron hole transport layer composed of an organic semiconductor material having electron donating properties and electron accepting properties, or an electron transport layer having electron accepting properties. And a hole transport layer having an electron donating property may be laminated.
The electron-donating organic semiconductor material is not particularly limited as long as it has a function as an electron donor, but it is preferable that a film can be formed by a coating method, and among them, an electron-donating conductive polymer is preferably used. The

ここで導電性高分子とはπ共役高分子を示し、炭素−炭素またはヘテロ原子を含む二重結合または三重結合が、単結合と交互に連なったπ共役系からなり、半導体的性質を示すものをさす。   Here, the conductive polymer means a π-conjugated polymer, which is composed of a π-conjugated system in which double bonds or triple bonds containing carbon-carbon or hetero atoms are alternately linked to single bonds, and exhibits semiconducting properties. Point.

電子供与性の導電性高分子材料としては、例えばポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリカルバゾール、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、およびこれらの誘導体、共重合体、あるいはフタロシアニン含有ポリマー、カルバゾール含有ポリマー、有機金属ポリマー等が挙げられる。中でも、チオフェン−フルオレン共重合体、ポリアルキルチオフェン、フェニレンエチニレン−フェニレンビニレン共重合体、フルオレン−フェニレンビニレン共重合体、チオフェン−フェニレンビニレン共重合体等が好適に利用される。   Examples of the electron-donating conductive polymer material include polyphenylene, polyphenylene vinylene, polythiophene, polycarbazole, polyvinyl carbazole, polysilane, polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyfluorene, polyvinyl pyrene, polyvinyl anthracene, and derivatives, Examples thereof include a polymer, a phthalocyanine-containing polymer, a carbazole-containing polymer, and an organometallic polymer. Among these, thiophene-fluorene copolymer, polyalkylthiophene, phenyleneethynylene-phenylene vinylene copolymer, fluorene-phenylene vinylene copolymer, thiophene-phenylene vinylene copolymer, and the like are preferably used.

電子受容性の有機半導体材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されないが、塗布法により製膜できることが好ましく、中でも電子供与性の導電性高分子が好適に使用される。
電子受容性の導電性高分子としては、例えばポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン、およびこれらの誘導体、共重合体、あるいはカーボンナノチューブ、フラーレンおよびこれらの誘導体、CN基またはCF3基含有ポリマーおよびそれらの−CF3置換ポリマー等が挙げられる。
The electron-accepting organic semiconductor material is not particularly limited as long as it has a function as an electron acceptor. However, it is preferable that a film can be formed by a coating method, and among them, an electron-donating conductive polymer is preferably used. The
Examples of the electron-accepting conductive polymer include polyphenylene vinylene, polyfluorene, and derivatives and copolymers thereof, or carbon nanotubes, fullerene and derivatives thereof, CN group or CF 3 group-containing polymers, and -CF thereof. Examples thereof include 3- substituted polymers.

また、電子供与性化合物がドープされた電子受容性の有機半導体材料や、電子受容性化合物がドープされた電子供与性の有機半導体材料等を用いることが可能である。電子供与性化合物がドープされる電子受容性の導電性高分子材料としては、上述の電子受容性の導電性高分子材料を挙げることができる。ドープされる電子供与性化合物としては、例えばLi、K、Ca、Cs等のアルカリ金属やアルカリ土類金属のようなルイス塩基を用いることができる。なお、ルイス塩基は電子供与体として作用する。また、電子受容性化合物がドープされる電子供与性の導電性高分子材料としては、上述した電子供与性の導電性高分子材料を挙げることができる。ドープされる電子受容性化合物としては、例えばFeCl3、AlCl3、AlBr3、AsF6やハロゲン化合物のようなルイス酸を用いることができる。なお、ルイス酸は電子受容体として作用する。 In addition, an electron-accepting organic semiconductor material doped with an electron-donating compound, an electron-donating organic semiconductor material doped with an electron-accepting compound, or the like can be used. Examples of the electron-accepting conductive polymer material doped with the electron-donating compound include the above-described electron-accepting conductive polymer material. As the electron-donating compound to be doped, for example, a Lewis base such as an alkali metal such as Li, K, Ca, or Cs or an alkaline earth metal can be used. The Lewis base acts as an electron donor. Examples of the electron-donating conductive polymer material doped with the electron-accepting compound include the above-described electron-donating conductive polymer material. As the electron-accepting compound to be doped, for example, a Lewis acid such as FeCl 3 , AlCl 3 , AlBr 3 , AsF 6 or a halogen compound can be used. In addition, Lewis acid acts as an electron acceptor.

上記にて示した光電変換層3においては、第一義的には太陽光を受光させ光電変換を行うことを想定しているが、用途により蛍光灯や白熱灯、LED、特定の熱源から発せられる光等の人工光を照射し光電変換を行うことも可能である。   In the photoelectric conversion layer 3 shown above, it is primarily assumed that sunlight is received and photoelectric conversion is performed. However, the photoelectric conversion layer 3 emits light from a fluorescent lamp, an incandescent lamp, an LED, or a specific heat source depending on the application. It is also possible to perform photoelectric conversion by irradiating artificial light such as light.

2−4.裏面電極
裏面電極6は、光電変換層3の裏面上に設けることができる。また、裏面電極6は、第1電解用電極8および第2電解用電極9のうち一方と電気的に接続することができる。裏面電極6を設けることにより、光電変換層3の裏面と第1電解用電極8または第2電解用電極9との間のオーミックロスを低減することができる。裏面電極6と第1電解用電極8または第2電解用電極9とは、導線により接続されてもよく、直接接触することにより接続されてもよく、導電部20により接続されてもよい。
また、二酸化炭素還元装置35が光電変換‐二酸化炭素還元一体装置である場合、裏面電極6は、電解液に対する耐食性および電解液に対する遮液性を有することが好ましい。このことにより、電解液による光電変換層3の腐食を防止することができる。
裏面電極6は、導電性を有すれば特に限定されないが、例えば、金属薄膜であり、また、例えば、Al、Ag、Auなどの薄膜である。これらは、例えば、スパッタリングなどにより形成することができる。また、例えば、In−Zn−O(IZO)、In−Sn−O(ITO)、ZnO−Al、Zn−Sn−O、SnO2等の透明導電膜である。
2-4. Back Electrode The back electrode 6 can be provided on the back surface of the photoelectric conversion layer 3. The back electrode 6 can be electrically connected to one of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9. By providing the back electrode 6, ohmic cross between the back surface of the photoelectric conversion layer 3 and the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9 can be reduced. The back electrode 6 and the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9 may be connected by a conductive wire, may be connected by direct contact, or may be connected by a conductive portion 20.
When the carbon dioxide reducing device 35 is an integrated photoelectric conversion / carbon dioxide reducing device, the back electrode 6 preferably has corrosion resistance to the electrolytic solution and liquid shielding properties to the electrolytic solution. Thereby, corrosion of the photoelectric conversion layer 3 by the electrolytic solution can be prevented.
Although it will not specifically limit if the back surface electrode 6 has electroconductivity, For example, it is a metal thin film, for example, is thin films, such as Al, Ag, Au. These can be formed by, for example, sputtering. Further, for example, a transparent conductive film such as In—Zn—O (IZO), In—Sn—O (ITO), ZnO—Al, Zn—Sn—O, and SnO 2 is used.

2−5.絶縁層
二酸化炭素還元装置35が光電変換‐二酸化炭素還元一体装置である場合、絶縁層13は、リーク電流の発生を防止するために設けることができる。例えば、光電変換層3を貫通するコンタクトホール内に導電部20を設ける場合、コンタクトホールの側壁に絶縁層13を設けることができる。また、図7、8のように導電部20aを光電変換層3の側部上に設ける場合、導電部20aと光電変換層3の側部との間に絶縁層13bを設けることができる。
また、絶縁層13aは、裏面電極6と第1電解用電極8または第2電解用電極9との間に設けることができる。例えば、図5、7、8のように、第1電解用電極8と光電変換層3の受光面とが電気的に接続し、第2電解用電極9と光電変換層3の裏面とが電気的に接続する場合、裏面電極6と第1電解用電極8との間に絶縁層13aを設けることができる。このことにより、リーク電流の発生を防止することができる。
2-5. Insulating Layer When the carbon dioxide reducing device 35 is an integrated photoelectric conversion-carbon dioxide reducing device, the insulating layer 13 can be provided to prevent the occurrence of leakage current. For example, when the conductive portion 20 is provided in the contact hole that penetrates the photoelectric conversion layer 3, the insulating layer 13 can be provided on the side wall of the contact hole. 7 and 8, when the conductive portion 20a is provided on the side portion of the photoelectric conversion layer 3, the insulating layer 13b can be provided between the conductive portion 20a and the side portion of the photoelectric conversion layer 3.
The insulating layer 13a can be provided between the back electrode 6 and the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9. For example, as shown in FIGS. 5, 7, and 8, the first electrolysis electrode 8 and the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 3 are electrically connected, and the second electrolysis electrode 9 and the back surface of the photoelectric conversion layer 3 are electrically connected. In this case, an insulating layer 13a can be provided between the back electrode 6 and the first electrolysis electrode 8. As a result, the occurrence of leakage current can be prevented.

また、光電変換層3が図15、16のように受光することにより光電変換層3の裏面の第1区域と第2区域との間に電位差を生じるものである場合、絶縁層13cは、第1電解用電極8と光電変換層3の裏面との間、および第2電解用電極9と光電変換層3の裏面との間に設けられ、絶縁層13cは、第1区域上および第2区域上に開口を有してもよい。このことにより、光電変換層3が受光することにより形成される電子およびホールを効率よく分離することができ、光電変換効率をより高くすることができる。
また、絶縁層13は、電解液に対する耐食性および電解液に対する遮液性を有することが好ましい。このことにより、リーク電流の発生を防止することができ、また、電解液による光電変換層3の腐食を防止することができる。
In addition, when the photoelectric conversion layer 3 receives a light as shown in FIGS. 15 and 16 to generate a potential difference between the first area and the second area on the back surface of the photoelectric conversion layer 3, the insulating layer 13c The insulating layer 13 c is provided between the first electrolysis electrode 8 and the back surface of the photoelectric conversion layer 3 and between the second electrolysis electrode 9 and the back surface of the photoelectric conversion layer 3. You may have an opening on it. Thereby, the electrons and holes formed by the photoelectric conversion layer 3 receiving light can be efficiently separated, and the photoelectric conversion efficiency can be further increased.
The insulating layer 13 preferably has corrosion resistance to the electrolytic solution and liquid shielding properties to the electrolytic solution. Thereby, generation | occurrence | production of a leakage current can be prevented and corrosion of the photoelectric converting layer 3 by electrolyte solution can be prevented.

絶縁層13としては、有機材料、無機材料を問わず用いることが可能であり、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリアリーレン、芳香族ビニル化合物、フッ素系重合体、アクリル系重合体、ビニルアミド系重合体等の有機ポリマー、無機系材料としては、Al23等の金属酸化物、多孔質性シリカ膜等のSiO2や、フッ素添加シリコン酸化膜(FSG)、SiOC、HSQ(Hydrogen Silsesquioxane)膜、SiNx、シラノール(Si(OH)4)をアルコール等の溶媒に溶かし塗布・加熱することにより製膜する方法を用いることが可能である。 As the insulating layer 13, any organic material or inorganic material can be used. For example, polyamide, polyimide, polyarylene, aromatic vinyl compound, fluorine polymer, acrylic polymer, vinylamide polymer, etc. Examples of organic polymers and inorganic materials include metal oxides such as Al 2 O 3 , SiO 2 such as porous silica films, fluorine-added silicon oxide films (FSG), SiOC, HSQ (Hydrogen Silsesquioxane) films, SiN x , It is possible to use a method of forming a film by dissolving silanol (Si (OH) 4 ) in a solvent such as alcohol and applying and heating.

絶縁層13を形成する方法としては、絶縁性材料を含有するペーストをスクリーン印刷法、インクジェット法、スピンコーティング法等で塗布し乾燥もしくは焼成する方法や、原料ガスを用いたCVD法等により製膜する方法、PVD法、蒸着法、スパッタ法、ゾルゲル法を利用した方法等が挙げられる。   As a method for forming the insulating layer 13, a paste containing an insulating material is applied by a screen printing method, an ink jet method, a spin coating method, etc. and dried or baked, or a film is formed by a CVD method using a raw material gas. And a method using a PVD method, a vapor deposition method, a sputtering method, a sol-gel method, and the like.

3.電解液槽
電解液槽10は、第1電解用電極8と第2電解用電極9とをその内部に配置することができ、電解液を溜めることができれば特に限定されないが、ここでは、図1〜3または図4〜8に示したような、二酸化炭素還元装置が光電変換‐二酸化炭素還元一体装置である場合の電解液槽10について説明する。
電解液槽10は、透光性基板1と背面基板15との間の空間に設けることができる。また、透光性基板1の端部と背面基板15の端部とをシール部材17などにより接合することにより電解液槽10を形成することができる。
電解液槽10には、生成ガスの気泡が効率よく第1電解用電極8または第2電解用電極9から離れるように、電解液を循環させるような例えばポンプやファン、熱による対流発生装置などの簡易装置を備え付けることも可能である。
3. Electrolyte Tank The electrolyte tank 10 is not particularly limited as long as the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9 can be disposed therein and can store the electrolyte, but here, FIG. -3 or FIGS. 4-8 is demonstrated about the electrolytic solution tank 10 in case a carbon dioxide reduction apparatus is a photoelectric conversion-carbon dioxide reduction integrated apparatus.
The electrolytic solution tank 10 can be provided in a space between the translucent substrate 1 and the back substrate 15. Further, the electrolyte bath 10 can be formed by joining the end of the translucent substrate 1 and the end of the back substrate 15 with the seal member 17 or the like.
In the electrolytic solution tank 10, for example, a pump, a fan, a convection generator using heat, or the like that circulates the electrolytic solution so that the bubbles of the product gas are efficiently separated from the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 9. It is also possible to provide a simple device.

3−1.背面基板
背面基板15は、透光性基板1と対向しその間に空間が設けられるように設けることができる。この空間を電解液槽10とすることができ、電解液槽10に電解液を導入することにより、第1電解用電極8および第2電解用電極7を電解液に接触させることができる。また、背面基板15に箱状のものを用いる場合、背面基板15は箱体の底の部分であってもよい。
3-1. Back substrate The back substrate 15 can be provided so as to face the translucent substrate 1 and provide a space therebetween. This space can be used as the electrolytic solution tank 10, and by introducing the electrolytic solution into the electrolytic solution tank 10, the first electrolytic electrode 8 and the second electrolytic electrode 7 can be brought into contact with the electrolytic solution. Moreover, when using a box-shaped thing for the back substrate 15, the back substrate 15 may be the bottom part of a box.

また、背面基板15は、電解液槽10を構成し、生成ガスおよび電解液を閉じ込めるために構成される材料であり、機密性が高い物質が求められる。透明なものであっても不透明なものであっても特に限定されるものではないが、生成ガスが発生していることを視認できる点においては透明な材料であることが好ましい。透明な背面基板15としては特に限定されず、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)、合成石英板等の透明なリジッド材、あるいは透明樹脂板、透明樹脂フィルムなどを挙げることができる。中でも、ガスの透過性がなく、化学的物理的に安定な物質である点でガラス材を用いることが好ましい。   Further, the back substrate 15 is a material that constitutes the electrolytic solution tank 10 and confines the generated gas and the electrolytic solution, and a highly confidential substance is required. It is not particularly limited whether it is transparent or opaque, but a transparent material is preferable in that it can be visually confirmed that the generated gas is generated. The transparent back substrate 15 is not particularly limited, and examples thereof include a transparent rigid material such as quartz glass, Pyrex (registered trademark), and a synthetic quartz plate, a transparent resin plate, and a transparent resin film. Among them, it is preferable to use a glass material because it is a gas that is not chemically permeable and is chemically and physically stable.

3−2.シール部材
シール部材17は、透光性基板1と背面基板15を接着し、電解液槽10内の電解液などを密閉するための材料である。背面基板15に箱状のものを用いる場合、この箱体と透光性基板1とを接着するためにシール部材17が用いられる。シール部材17は、例えば、紫外線硬化性接着剤、熱硬化性接着剤等が好適に使用されるが、その種類は限定されるものではない。紫外線硬化性の接着剤としては、200〜400nmの波長を持つ光を照射することにより重合が起こり光照射後数秒で硬化反応が起こる樹脂であり、ラジカル重合型とカチオン重合型に分けられ、ラジカル重合型樹脂としてはアクリルレート、不飽和ポリエステル、カチオン重合型としては、エポキシ、オキセタン、ビニルエーテル等が挙げられる。また熱硬化性の高分子接着剤としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、熱硬化性ポリイミド等の有機樹脂が挙げられる。熱硬化性の高分子接着剤は、熱圧着時に圧力を掛けた状態で加熱重合し、その後、加圧したまま、室温まで冷却することにより、各部材を良好に接合させるため、締め付け部材等を要しない。また、有機樹脂に加えて、ガラス基板に対して密着性の高いハイブリッド材料を用いることが可能である。ハイブリッド材料を用いることによって、弾性率や硬度等の力学的特性が向上し、耐熱性や耐薬品性が飛躍的に向上する。ハイブリッド材料は、無機コロイド粒子と有機バインダ樹脂とから構成される。例えば、シリカなどの無機コロイド粒子と、エポキシ樹脂、ポリウレタンアクリレート樹脂やポリエステルアクリレート樹脂などの有機バインダ樹脂とから構成されるものが挙げられる。
3-2. Seal member The seal member 17 is a material for adhering the translucent substrate 1 and the back substrate 15 to seal the electrolyte solution in the electrolyte bath 10 and the like. When a box-shaped substrate is used for the back substrate 15, a seal member 17 is used to bond the box and the translucent substrate 1. For example, an ultraviolet curable adhesive, a thermosetting adhesive, or the like is preferably used as the seal member 17, but the type thereof is not limited. The UV curable adhesive is a resin that undergoes polymerization upon irradiation with light having a wavelength of 200 to 400 nm and undergoes a curing reaction within a few seconds after light irradiation, and is divided into a radical polymerization type and a cationic polymerization type. Examples of the polymerization type resin include acrylates, unsaturated polyesters, and examples of the cationic polymerization type include epoxy, oxetane, and vinyl ether. Examples of the thermosetting polymer adhesive include organic resins such as phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, and thermosetting polyimide. The thermosetting polymer adhesive is heated and polymerized in a state where pressure is applied at the time of thermocompression bonding, and then cooled to room temperature while being pressurized. I don't need it. In addition to the organic resin, a hybrid material having high adhesion to the glass substrate can be used. By using a hybrid material, mechanical properties such as elastic modulus and hardness are improved, and heat resistance and chemical resistance are dramatically improved. The hybrid material is composed of inorganic colloidal particles and an organic binder resin. For example, what is comprised from inorganic colloidal particles, such as a silica, and organic binder resin, such as an epoxy resin, a polyurethane acrylate resin, and a polyester acrylate resin, is mentioned.

ここではシール部材17と記しているが、透光性基板1と背面基板15を接着させる機能を有するものであれば限定されず、樹脂製あるいは金属製のガスケットを用い外部からネジ等の部材を用いて物理的に圧力を加え機密性を高める方法等を適宜用いることも可能である。   Here, the seal member 17 is described. However, the seal member 17 is not limited as long as it has a function of adhering the translucent substrate 1 and the back substrate 15, and a member such as a screw is externally used using a resin or metal gasket. It is also possible to appropriately use a method of applying pressure physically to increase confidentiality.

4.CO2供給部、ガス排出部
二酸化炭素還元装置35は、電解液槽10に溜める電解液中に二酸化炭素を供給するCO2供給部22を備えることができる。このことにより、第1電解用電極8における炭酸の電解還元反応により消費される炭酸を電解液中に供給することができ、電解液の炭酸濃度の低下を抑制することができる。
CO2供給部22は、二酸化炭素ガスを電解液槽10に溜める電解液に供給する部分であってもよく、炭酸を含む電解液を電解液槽10に溜める電解液に供給する部分であってもよい。
4). CO 2 Supply Unit, Gas Exhaust Unit The carbon dioxide reduction device 35 can include a CO 2 supply unit 22 that supplies carbon dioxide into the electrolytic solution stored in the electrolytic solution tank 10. Thus, carbon dioxide consumed by the electrolytic reduction reaction of carbonic acid in the first electrolysis electrode 8 can be supplied into the electrolytic solution, and a decrease in the carbonic acid concentration of the electrolytic solution can be suppressed.
The CO 2 supply unit 22 may be a part that supplies carbon dioxide gas to the electrolytic solution stored in the electrolytic solution tank 10 or a part that supplies an electrolytic solution containing carbonic acid to the electrolytic solution stored in the electrolytic solution tank 10. Also good.

CO2供給部22は、CO2流路23と撥水性および多孔性を有する第1ガス拡散部24aとを有し、第1ガス拡散部24aから電解液槽10内へと二酸化炭素ガスを供給するように設けることができる。第1ガス拡散部24aを設けることにより、電解液がCO2流路23に流入することを抑制することができる。また、第1ガス拡散部24aを設けることにより、電解液槽10に溜めた電解液に均一に二酸化炭素ガスを供給することができ、電解液に炭酸濃度が低下する部分が発生するのを抑制することができる。 The CO 2 supply part 22 has a CO 2 flow path 23 and a first gas diffusion part 24a having water repellency and porosity, and supplies carbon dioxide gas from the first gas diffusion part 24a into the electrolyte bath 10. Can be provided. By providing the first gas diffusion part 24 a, it is possible to suppress the electrolyte from flowing into the CO 2 flow path 23. In addition, by providing the first gas diffusion portion 24a, carbon dioxide gas can be supplied uniformly to the electrolytic solution stored in the electrolytic solution tank 10, and the occurrence of a portion where the carbonic acid concentration decreases in the electrolytic solution is suppressed. can do.

CO2供給部22は、例えば、図1〜3、図4〜12、15、16に示した二酸化炭素還元装置35のように、電解液槽10の側部から二酸化炭素を供給するように設けられてもよい。CO2供給部22をこのように設け、このCO2供給部22が下部となるように二酸化炭素還元装置35を傾けて設置することにより、電解液中に炭酸を効率よく供給することができる。
また、CO2供給部22は、例えば、図13、14に示した二酸化炭素還元装置35のように、電解液層10の背面基板15側から二酸化炭素を供給するように設けられてもよい。このようにCO2供給部22を設けることにより、二酸化炭素還元装置35を傾けずに設置した場合でも、電解液中に炭酸を効率よく供給することができる。
The CO 2 supply unit 22 is provided so as to supply carbon dioxide from the side of the electrolytic solution tank 10, for example, like the carbon dioxide reduction device 35 shown in FIGS. 1 to 3, 4 to 12, 15, and 16. May be. By providing the CO 2 supply unit 22 in this manner and installing the carbon dioxide reduction device 35 so that the CO 2 supply unit 22 is at the lower side, carbon dioxide can be efficiently supplied into the electrolyte solution.
Moreover, the CO 2 supply unit 22 may be provided so as to supply carbon dioxide from the back substrate 15 side of the electrolyte layer 10, for example, like the carbon dioxide reduction device 35 shown in FIGS. By providing the CO 2 supply unit 22 in this manner, carbon dioxide can be efficiently supplied into the electrolytic solution even when the carbon dioxide reduction device 35 is installed without being inclined.

二酸化炭素還元装置35は、電解液槽10内の生成ガスおよび電解液に溶解しなかった二酸化炭素ガスを排出するガス排出部26を備えることができる。このことにより、生成ガスが第1電解用電極8および第2電解用電極9の表面上に滞留し、二酸化炭素還元物質の生成量が低下することを抑制することができる。
ガス排出部26は、排出流路27と撥水性および多孔性を有する第2ガス拡散部24bとを有することができる。このことにより、排出流路27に電解液が流入することを抑制することができる。
The carbon dioxide reduction device 35 can include a gas discharge unit 26 that discharges the generated gas in the electrolytic solution tank 10 and the carbon dioxide gas that has not dissolved in the electrolytic solution. As a result, it is possible to suppress the product gas from staying on the surfaces of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 9 and reducing the amount of carbon dioxide reducing substance produced.
The gas discharge part 26 can have the discharge flow path 27 and the 2nd gas diffusion part 24b which has water repellency and porosity. As a result, the electrolyte can be prevented from flowing into the discharge channel 27.

ガス排出部26は、例えば、図1〜3、図4〜12、15、16に示した二酸化炭素還元装置35のように、電解液槽10の側部から生成ガスを排出するように設けられてもよい。ガス排出部26をこのように設け、このガス排出部26が上部となるように二酸化炭素還元装置35を傾けて設置することにより、生成ガスを効率よく排出することができる。
また、ガス排出部26は、例えば、図14に示した二酸化炭素還元装置35のように、電解液槽10の光電変換層3側に設けられてもよい。このようにガス排出部26を設けることにより、二酸化炭素還元装置35を傾けずに設置した場合でも、電解液槽から生成ガスを効率よく排出することができる。また、この場合、ガス拡散部24bを省略することも可能である。
The gas discharge part 26 is provided so that produced gas may be discharged from the side part of the electrolytic solution tank 10 like the carbon dioxide reduction apparatus 35 shown in FIGS. 1-3, FIGS. 4-12, 15, 16 for example. May be. By providing the gas discharge part 26 in this way and installing the carbon dioxide reduction device 35 at an angle so that the gas discharge part 26 is at the top, the generated gas can be discharged efficiently.
Moreover, the gas discharge part 26 may be provided in the photoelectric conversion layer 3 side of the electrolyte tank 10, for example like the carbon dioxide reduction apparatus 35 shown in FIG. By providing the gas discharge part 26 in this manner, the generated gas can be efficiently discharged from the electrolytic solution tank even when the carbon dioxide reduction device 35 is installed without being inclined. In this case, the gas diffusion part 24b can be omitted.

1: 透光性基板 3:光電変換層 5:透光性電極 6:裏面電極 8:第1電解用電極 9:第2電解用電極 10:電解液槽 13:絶縁層 15:背面基板 17:シール部材 20:導電部 22:CO2供給部 23:CO2流路 24:ガス拡散部 26:ガス排出部 27:排出流路 29:電解液廃出口 30:電解液注入口 31:バルブ 35:二酸化炭素還元装置 38:半導体部 39:p型半導体部 40:n型半導体部 41:アイソレーション 1: Translucent substrate 3: Photoelectric conversion layer 5: Translucent electrode 6: Back electrode 8: Electrode for first electrolysis 9: Electrode for second electrolysis 10: Electrolyte bath 13: Insulating layer 15: Back substrate 17: Seal member 20: Conductive part 22: CO 2 supply part 23: CO 2 flow path 24: Gas diffusion part 26: Gas discharge part 27: Discharge flow path 29: Electrolyte waste outlet 30: Electrolyte injection inlet 31: Valve 35: Carbon dioxide reduction device 38: semiconductor part 39: p-type semiconductor part 40: n-type semiconductor part 41: isolation

Claims (19)

受光面および裏面を有する光電変換層と、電解液槽と、前記電解液槽中に電解液を挟んで設けられた第1および第2電解用電極と、前記電解液槽中に二酸化炭素を供給するCO2供給部とを備え、
前記光電変換層と第1および第2電解用電極とは、前記光電変換層の光起電力が第1および第2電解用電極に出力されるように接続され、
第1電解用電極は、二酸化炭素還元用触媒を有し、
第2電解用電極は、酸素生成用触媒を有し、
第1および第2電解用電極は、第1および第2電解用電極の間を気泡が移動可能に設けられたことを特徴とする二酸化炭素還元装置。
A photoelectric conversion layer having a light receiving surface and a back surface, an electrolytic solution tank, first and second electrodes for electrolysis provided with the electrolytic solution sandwiched in the electrolytic solution tank, and supplying carbon dioxide into the electrolytic solution tank A CO 2 supply unit
The photoelectric conversion layer and the first and second electrolysis electrodes are connected such that the photovoltaic power of the photoelectric conversion layer is output to the first and second electrolysis electrodes,
The first electrolysis electrode has a carbon dioxide reduction catalyst,
The second electrolysis electrode has an oxygen generation catalyst,
The carbon dioxide reducing device, wherein the first and second electrolysis electrodes are provided so that bubbles can move between the first and second electrolysis electrodes.
第1および第2電解用電極と前記電解液槽とは、前記光電変換層の裏面側に設けられた請求項1に記載の二酸化炭素還元装置。   2. The carbon dioxide reduction device according to claim 1, wherein the first and second electrodes for electrolysis and the electrolytic solution tank are provided on a back surface side of the photoelectric conversion layer. 第1および第2電解用電極は、それぞれ主要面を有し、かつ、その主要面が対向するように設けられた請求項2に記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to claim 2, wherein each of the first and second electrodes for electrolysis has a main surface and is provided so that the main surfaces face each other. 第1および第2電解用電極は、前記光電変換層の裏面に対し実質的に垂直となるように配置された請求項3に記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to claim 3, wherein the first and second electrolysis electrodes are disposed so as to be substantially perpendicular to the back surface of the photoelectric conversion layer. 第1および第2電解用電極は、交互に並ぶように設けられた請求項1〜4のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。   5. The carbon dioxide reduction device according to claim 1, wherein the first and second electrolysis electrodes are provided so as to be alternately arranged. 第1および第2電解用電極のうち一方が他方に囲まれた請求項1〜5のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to any one of claims 1 to 5, wherein one of the first and second electrolysis electrodes is surrounded by the other. 第1および第2電解用電極は、それぞれ幹部と前記幹部から延びる複数の支部とを有する櫛形構造を有し、
第1電解用電極の支部は、第2電解用電極の2つの支部の間に配置され、
第2電解用電極の支部は、第1電解用電極の2つの支部の間に配置された請求項1〜5のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。
The first and second electrolysis electrodes each have a comb structure having a trunk and a plurality of branches extending from the trunk,
The branch of the first electrolysis electrode is disposed between the two branches of the second electrolysis electrode,
The carbon dioxide reduction device according to any one of claims 1 to 5, wherein the branch portion of the second electrolysis electrode is disposed between the two branch portions of the first electrolysis electrode.
第1および第2電解用電極は、それぞれ巻回構造を有する請求項1〜5のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to any one of claims 1 to 5, wherein each of the first and second electrolysis electrodes has a wound structure. 前記光電変換層は、前記受光面と前記裏面との間に光起電力が生じるように設けられ、
第1および第2電解用電極のうち、一方は前記受光面と電気的に接続するように設けられ、他方は前記裏面と電気的に接続するように設けられた請求項1〜8のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。
The photoelectric conversion layer is provided so that a photovoltaic force is generated between the light receiving surface and the back surface,
One of the first and second electrolysis electrodes is provided so as to be electrically connected to the light receiving surface, and the other is provided to be electrically connected to the back surface. The carbon dioxide reduction device according to one.
前記光電変換層は、前記光電変換層の裏面の第1および第2区域間に光起電力が生じるように設けられ、
第1および第2電解用電極のうち、一方は第1区域と電気的に接続するように設けられ、他方は第2区域と電気的に接続するように設けられた請求項1〜8のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。
The photoelectric conversion layer is provided so that a photovoltaic force is generated between the first and second areas on the back surface of the photoelectric conversion layer,
9. The electrode according to claim 1, wherein one of the first and second electrolysis electrodes is provided so as to be electrically connected to the first area, and the other is provided so as to be electrically connected to the second area. The carbon dioxide reduction apparatus as described in any one.
前記CO2供給部は、CO2流路と撥水性および多孔性を有する第1ガス拡散部とを有し、第1ガス拡散部から前記電解液槽内へと二酸化炭素ガスを供給する請求項1〜10のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。 The CO 2 supply section has a CO 2 flow path and a first gas diffusion section having water repellency and porosity, and supplies carbon dioxide gas from the first gas diffusion section into the electrolyte bath. The carbon dioxide reducing apparatus according to any one of 1 to 10. 前記CO2供給部は、二酸化炭素が溶解した電解液を前記電解液槽内へ供給する請求項1〜10のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。 The CO 2 supply unit carbon dioxide reduction device according to any one of claims 1 to 10 for supplying the electrolytic solution of carbon dioxide is dissolved into the electrolyte bath. ガス排出部をさらに備え、
前記ガス排出部は、排出流路と撥水性および多孔性を有する第2ガス拡散部とを有する請求項1〜12のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。
A gas exhaust part,
The carbon dioxide reduction device according to any one of claims 1 to 12, wherein the gas discharge unit includes a discharge channel and a second gas diffusion unit having water repellency and porosity.
透光性基板をさらに備え、
前記光電変換層は、前記透光性基板の上に設けられた請求項1〜13のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。
A translucent substrate;
The said photoelectric conversion layer is a carbon dioxide reduction apparatus as described in any one of Claims 1-13 provided on the said translucent board | substrate.
裏面基板をさらに備え、
前記電解液槽は、前記透光性基板と前記裏面基板との間に設けられた請求項14に記載の二酸化炭素還元装置。
A back substrate,
The carbon dioxide reducing apparatus according to claim 14, wherein the electrolytic bath is provided between the translucent substrate and the back substrate.
前記光電変換層は、直列接続した複数の光電変換部を含む請求項1〜15のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion layer includes a plurality of photoelectric conversion units connected in series. 前記二酸化炭素還元用触媒は、二酸化炭素を還元しメタノール、エタノール、プロパノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、蟻酸または酢酸を生成する触媒である請求項1〜16のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to any one of claims 1 to 16, wherein the carbon dioxide reduction catalyst is a catalyst that reduces carbon dioxide to produce methanol, ethanol, propanol, formaldehyde, acetaldehyde, formic acid, or acetic acid. 前記二酸化炭素還元用触媒は、固体金属、合金、金属酸化物または金属錯体であり、
前記固体金属、前記合金または前記金属酸化物は、Cu、Ag、FeまたはNiを含み、
前記金属錯体は、Co、Fe、NiまたはRuを含む請求項1〜17のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。
The carbon dioxide reduction catalyst is a solid metal, an alloy, a metal oxide or a metal complex,
The solid metal, the alloy or the metal oxide includes Cu, Ag, Fe or Ni,
The carbon dioxide reduction device according to any one of claims 1 to 17, wherein the metal complex contains Co, Fe, Ni, or Ru.
前記酸素生成用触媒は、Mn、Ca、Zn、Co、Pt、NiまたはIrを含む請求項1〜18のいずれか1つに記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to any one of claims 1 to 18, wherein the oxygen generation catalyst contains Mn, Ca, Zn, Co, Pt, Ni, or Ir.
JP2012128039A 2012-06-05 2012-06-05 Carbon dioxide reduction device Pending JP2013253269A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012128039A JP2013253269A (en) 2012-06-05 2012-06-05 Carbon dioxide reduction device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012128039A JP2013253269A (en) 2012-06-05 2012-06-05 Carbon dioxide reduction device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013253269A true JP2013253269A (en) 2013-12-19

Family

ID=49951030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012128039A Pending JP2013253269A (en) 2012-06-05 2012-06-05 Carbon dioxide reduction device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013253269A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105322183A (en) * 2014-07-01 2016-02-10 中国科学院大连化学物理研究所 Preparation method of electrode used for CO2 electrochemical reduction reaction
WO2016088286A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-09 株式会社 東芝 Photoelectrode and method for manufacturing same, and photoelectrochemical reaction device using same
JP2016151064A (en) * 2015-02-19 2016-08-22 株式会社デンソー Carbon dioxide reduction electrode and carbon dioxide reduction apparatus using the same
US20170191172A1 (en) * 2014-09-29 2017-07-06 Fujifilm Corporation Artificial photosynthesis module
EP3375906A1 (en) 2017-03-17 2018-09-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrochemical reaction device and method of manufacturing anode for electrochemical reaction device
US10301724B2 (en) 2016-09-21 2019-05-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrochemical reaction device
CN109996905A (en) * 2016-11-15 2019-07-09 国立大学法人横浜国立大学 The manufacturing method of organic hydride material producing device and organic hydride
US10351964B2 (en) 2015-11-30 2019-07-16 Fujifilm Corporation Artificial photosynthesis module
US11085124B2 (en) 2018-03-20 2021-08-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrochemical reaction device
JP2021521328A (en) * 2018-04-17 2021-08-26 レプソル,エス.エー. Photovoltaic-electrochemical (PV-EC) system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4947264A (en) * 1972-04-28 1974-05-07
JPS5550476A (en) * 1978-10-05 1980-04-12 Japan Carlit Co Ltd:The Salt water electrolytic cell for production of sodium hypochlorite
JPS6217193A (en) * 1985-07-13 1987-01-26 Shirakawa Seisakusho:Kk Gas permeable membrane
JPH07118002A (en) * 1993-08-30 1995-05-09 Katayama Chem Works Co Ltd Method for producing hydrogen peroxide and device therefor
JP2008544084A (en) * 2005-06-21 2008-12-04 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ Hydrogen generation system
JP2011082144A (en) * 2009-09-14 2011-04-21 Toyota Central R&D Labs Inc Compound photoelectrode and photoelectrochemical reaction system
WO2012066922A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 シャープ株式会社 Gas manufacturing apparatus, gas manufacturing method, and gas manufacturing apparatus array
JP2012128077A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Canon Inc Optical scanner and image forming apparatus using the same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4947264A (en) * 1972-04-28 1974-05-07
JPS5550476A (en) * 1978-10-05 1980-04-12 Japan Carlit Co Ltd:The Salt water electrolytic cell for production of sodium hypochlorite
JPS6217193A (en) * 1985-07-13 1987-01-26 Shirakawa Seisakusho:Kk Gas permeable membrane
JPH07118002A (en) * 1993-08-30 1995-05-09 Katayama Chem Works Co Ltd Method for producing hydrogen peroxide and device therefor
JP2008544084A (en) * 2005-06-21 2008-12-04 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ Hydrogen generation system
JP2011082144A (en) * 2009-09-14 2011-04-21 Toyota Central R&D Labs Inc Compound photoelectrode and photoelectrochemical reaction system
WO2012066922A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 シャープ株式会社 Gas manufacturing apparatus, gas manufacturing method, and gas manufacturing apparatus array
JP2012128077A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Canon Inc Optical scanner and image forming apparatus using the same

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105322183A (en) * 2014-07-01 2016-02-10 中国科学院大连化学物理研究所 Preparation method of electrode used for CO2 electrochemical reduction reaction
CN105322183B (en) * 2014-07-01 2018-07-13 中国科学院大连化学物理研究所 A kind of preparation method of Carbon dioxide electrochemical reduction reaction electrode
US20170191172A1 (en) * 2014-09-29 2017-07-06 Fujifilm Corporation Artificial photosynthesis module
WO2016088286A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-09 株式会社 東芝 Photoelectrode and method for manufacturing same, and photoelectrochemical reaction device using same
JP2016151064A (en) * 2015-02-19 2016-08-22 株式会社デンソー Carbon dioxide reduction electrode and carbon dioxide reduction apparatus using the same
US10351964B2 (en) 2015-11-30 2019-07-16 Fujifilm Corporation Artificial photosynthesis module
US10301724B2 (en) 2016-09-21 2019-05-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrochemical reaction device
CN109996905A (en) * 2016-11-15 2019-07-09 国立大学法人横浜国立大学 The manufacturing method of organic hydride material producing device and organic hydride
EP3375906A1 (en) 2017-03-17 2018-09-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrochemical reaction device and method of manufacturing anode for electrochemical reaction device
US11085124B2 (en) 2018-03-20 2021-08-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrochemical reaction device
JP2021521328A (en) * 2018-04-17 2021-08-26 レプソル,エス.エー. Photovoltaic-electrochemical (PV-EC) system
JP7295882B2 (en) 2018-04-17 2023-06-21 サンルジーズ,エス.エル. Photovoltaic-Electrochemical (PV-EC) system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013253269A (en) Carbon dioxide reduction device
JP5663254B2 (en) Hydrogen production apparatus and hydrogen production method
JP4594438B1 (en) Hydrogen production apparatus and hydrogen production method
JP2013253270A (en) Carbon dioxide reduction device
US9029691B2 (en) Solar-cell-integrated gas production device
JP5676218B2 (en) Gas production apparatus, gas production method, and gas production apparatus array
JP5802403B2 (en) Hydrogen production apparatus and hydrogen production method
JP5785736B2 (en) Hydrogen production apparatus and hydrogen production method
JP5427653B2 (en) Gas production apparatus and gas production method
JP5719576B2 (en) Gas production apparatus and gas production method
JP2013253294A (en) Water electrolysis apparatus
JP2012041623A (en) Water electrolysis apparatus
WO2013011843A1 (en) Electrolytic cell, gas producing device, and gas producing method
WO2013073271A1 (en) Electricity generating device
WO2012114787A1 (en) Hydrogen production device and hydrogen production method
JP2013105631A (en) Power generation apparatus
JP2012021197A (en) Device for producing gas
JP2013105632A (en) Power generation apparatus
JP2011116625A (en) Hydrogen producing apparatus and hydrogen producing method
JP6031277B2 (en) Electrolytic deposition equipment
JP2012107278A (en) Gas producing device
JP2011236466A (en) Apparatus for manufacturing gas
JP2011162428A (en) Apparatus and method for producing hydrogen
JP2013105630A (en) Power generation apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150401

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160329

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170131