JP2013258127A - Photoelectrode for dye-sensitized solar cell and method for manufacturing the same, and dye-sensitized solar cell - Google Patents

Photoelectrode for dye-sensitized solar cell and method for manufacturing the same, and dye-sensitized solar cell Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that, since the conventional art requires a great deal of time for manufacturing processes, a manufacturing method for continuous production is to be developed for industrial utilization.SOLUTION: A photoelectric conversion layer can be formed with high adhesion on a translucent substrate by subjecting a coating film to roll pressing treatment, the coating film being formed by using a paste containing semiconductor particles and coating/drying the paste on a transparent substrate, and a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell, by including which a dye-sensitized solar cell exhibiting high photoelectric conversion efficiency can be obtained, is obtained. The photoelectrode is specifically effective when a plastic substrate is used as the translucent substrate. A dye-sensitized solar cell with favorable performance can be obtained by the roll pressing treatment.

Description

本発明は、色素増感太陽電池用光電極とその製造方法、および色素増感太陽電池に関する。   The present invention relates to a dye-sensitized solar cell photoelectrode, a method for producing the same, and a dye-sensitized solar cell.

色素増感太陽電池は、スイスのグレッツェルらにより開発されたものであり、他の一般的な電池に比べて光電変換効率が高く、製造コストが安い等の利点がある。この色素増感太陽電池として、たとえば、非特許文献1や特許文献1に示す構成が知られている。
特許文献1に開示された色素増感太陽電池は、プラスチック製の透光性支持体(基材)上に透明導電層が形成されてなる透光性基板と、透光性基板上に配置された光電変換層(増感色素を担持した酸化物半導体多孔膜)と、電解質部分と、対極とが積層されて形成されている。
この中の光電変換層は、以下のような工程で形成される。まず、平均粒子径の異なる少なくとも2種類のチタニア粒子を含有する水性ペーストを、透光性支持体上に塗布して塗膜を形成した後で、塗膜をプレスして層を形成する。そして、形成した層に増感色素を担持させることで、光電変換層を形成する。
The dye-sensitized solar cell was developed by Gretzel et al. In Switzerland, and has advantages such as higher photoelectric conversion efficiency and lower manufacturing cost than other general batteries. As this dye-sensitized solar cell, for example, configurations shown in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 are known.
The dye-sensitized solar cell disclosed in Patent Literature 1 is disposed on a translucent substrate in which a transparent conductive layer is formed on a plastic translucent support (base material), and the translucent substrate. The photoelectric conversion layer (the oxide semiconductor porous film supporting the sensitizing dye), the electrolyte portion, and the counter electrode are laminated.
The photoelectric conversion layer in this is formed in the following processes. First, an aqueous paste containing at least two types of titania particles having different average particle diameters is applied onto a translucent support to form a coating film, and then the coating film is pressed to form a layer. Then, the photoelectric conversion layer is formed by supporting the sensitizing dye on the formed layer.

このように構成された色素増感太陽電池によれば、透光性支持体にプラスチックを用いた場合であっても、透光性支持体上に密着性を高めて光電変換層を形成することで、光電変換効率を高めることができ、ガラス製の透明基板を用いた色素増感太陽電池と同程度の性能を得ることができる。(例えば、非特許文献2)   According to the dye-sensitized solar cell thus configured, even when plastic is used for the translucent support, the photoelectric conversion layer can be formed on the translucent support by increasing the adhesion. Thus, the photoelectric conversion efficiency can be increased, and the same performance as a dye-sensitized solar cell using a glass transparent substrate can be obtained. (For example, Non-Patent Document 2)

しかしながら、特許文献1および非特許文献2の製造方法では、製造にかかる工程時間が多大となるため、工業的に利用するためには、連続して生産する製造方法を開発する必要がある。   However, in the manufacturing methods of Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, since the process time required for manufacturing becomes enormous, it is necessary to develop a manufacturing method for continuous production for industrial use.

国際公開第2007/100095号International Publication No. 2007/100095 特開2011−142010号公報JP 2011-142010 A

Nature,353,p.737−740,1991Nature, 353, p. 737-740, 1991 SOL.Energy Mater.Sol.Cel.94,812,2010SOL. Energy Mater. Sol. Cel. 94, 812, 2010

本発明者らは、色素増感太陽電池を工業的に連続して生産する製造方法として、半導体粒子を含むペーストを用い、これを透明基板上に塗布・乾燥して形成させた塗布膜をロールプレス処理することによって、透光性基板上に高い密着性で光電変換層を形成させることができ、得られる色素増感太陽電池が高い光電変換効率を示すものとすることができる色素増感太陽電池用光電極を得られ、特に透光性基板としてプラスチック製基板を用いた場合に有効であることを見出し、本発明を完成させた。   As a manufacturing method for industrially continuously producing dye-sensitized solar cells, the present inventors used a paste containing semiconductor particles and rolled a coating film formed by applying and drying the paste on a transparent substrate. By performing the press treatment, the photoelectric conversion layer can be formed on the translucent substrate with high adhesion, and the resulting dye-sensitized solar cell can exhibit high photoelectric conversion efficiency. A photoelectrode for a battery was obtained, which was found to be effective particularly when a plastic substrate was used as the translucent substrate, and the present invention was completed.

本発明の第一の態様は、弾性を有するプラスチック製の透光性支持体上に透明導電層が形成されてなる透光性基板の当該透明導電層上に機能性半導体層が設けられた光電極構造体の当該機能性半導体層に増感色素が担持された色素増感太陽電池用光電極であって、前記機能性半導体層は、ロールプレス処理された層を透明導電層に接触した状態で有し、当該ロールプレス処理された層の表面には、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡を有し、表面粗さRaが50ナノメートル以下であることを特徴とする。   A first aspect of the present invention is a light in which a functional semiconductor layer is provided on a transparent conductive layer of a transparent substrate in which a transparent conductive layer is formed on an elastic plastic transparent support. A photoelectrode for a dye-sensitized solar cell in which a sensitizing dye is supported on the functional semiconductor layer of the electrode structure, wherein the functional semiconductor layer is in a state in which the roll-pressed layer is in contact with the transparent conductive layer The surface of the layer subjected to the roll press treatment has a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction, and the surface roughness Ra is 50 nanometers or less.

前記機能性半導体層のロールプレス処理された層の厚みは、1〜40μmであってもよい。
また、前記機能性半導体層は、平均粒子径が2〜40nmの粒子を含有するものでもよい。
The thickness of the functional semiconductor layer that has been roll-pressed may be 1 to 40 μm.
Further, the functional semiconductor layer may contain particles having an average particle diameter of 2 to 40 nm.

また、前記機能性半導体層が平均粒子径の異なる2種以上の粒子を含有し、少なくとも1種の粒子の平均粒子径が2〜40nmのものであってもよい。
このとき、前記平均粒子径の異なる2種以上の粒子において、平均粒子径が2〜40nmの粒子の含有割合が50〜95質量%であってもよい。
The functional semiconductor layer may contain two or more kinds of particles having different average particle diameters, and the average particle diameter of at least one kind of particles may be 2 to 40 nm.
At this time, in two or more kinds of particles having different average particle diameters, the content ratio of particles having an average particle diameter of 2 to 40 nm may be 50 to 95% by mass.

前記光電極構造体における透光性基板および機能性半導体層のロールプレス処理された層よりなる積層体の波長500nmの光透過率が20〜85%であり、かつ、波長700nmの光透過率が30〜85%であってもよい。   The light transmission at a wavelength of 500 nm is 20 to 85% and the light transmittance at a wavelength of 700 nm of the laminate comprising the light-transmitting substrate and the roll-pressed layer of the functional semiconductor layer in the photoelectrode structure. It may be 30 to 85%.

本発明の第二の態様である色素増感太陽電池は、本発明の色素増感太陽電池用光電極を備え、当該色素増感太陽電池用光電極が、電解質部分を介して対極と対向するよう設けられていることを特徴とする。   The dye-sensitized solar cell according to the second aspect of the present invention includes the photoelectrode for dye-sensitized solar cell of the present invention, and the photoelectrode for dye-sensitized solar cell faces the counter electrode through the electrolyte portion. It is characterized by being provided.

本発明の第三の態様は、弾性を有するプラスチック製の透光性支持体上に透明導電層が形成されてなる透光性基板の当該透明導電層上に光電変換層が積層して形成された色素増感太陽電池用光電極の製造方法であって、前記光電変換層は、粒子と増感色素とを含有するものであって、前記粒子を含有するペーストを、前記透明導電層上に塗布して塗膜を形成後、当該塗膜を40MPa以上500MPa以下の圧力でロールプレス処理してロールプレス痕跡をつける工程と、該ロールプレス処理により得られる層に増感色素を担持させる工程とを含むことを特徴とする。   The third aspect of the present invention is formed by laminating a photoelectric conversion layer on the transparent conductive layer of the transparent substrate formed by forming a transparent conductive layer on an elastic plastic transparent support. A method for producing a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell, wherein the photoelectric conversion layer contains particles and a sensitizing dye, and a paste containing the particles is placed on the transparent conductive layer. After coating and forming a coating film, the coating film is subjected to roll press treatment at a pressure of 40 MPa or more and 500 MPa or less to form a roll press trace; and a step of supporting a sensitizing dye on a layer obtained by the roll press treatment; It is characterized by including.

本発明の色素増感太陽電池用光電極の製造方法においては、前記透光性基板として、透明導電層の表面がUV−オゾン処理されたものが用いられてもよい。   In the method for producing a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell of the present invention, as the translucent substrate, a transparent conductive layer whose surface is subjected to UV-ozone treatment may be used.

本発明の色素増感太陽電池用光電極の製造方法によれば、光電変換層に特定の平均粒子径の異なる2種以上の半導体粒子が含有された場合、当該光電変換層に含有される増感色素についていわゆる光閉じ込め効果による高い光吸収効率を達成させることができる。
また、本発明の製造方法によれば、この光電変換層が特定のペーストを用いてその塗膜をロールプレス処理するという特定の方法によって形成されるので、ロールプレス処理によって半導体粒子同士が密に結合し、透光性基板がプラスチック製基板である場合には、その可撓性によって半導体粒子が透光性基板の透明導電層表面に食い込むように密着し、極めて良好な電子の流れが達成され、その結果、良好な性能の色素増感太陽電池を得ることができる。
すなわち、例えば従来高い光吸収効率を得ることが困難であったプラスチック製基板を用いた場合にも当該光電変換層を高い密着性で透光性基板上に形成することができ、その結果、プラスチック製基板を用いた場合にも、入射光量を変化させても高いレベルの光電変換効率を維持できる色素増感太陽電池が得られる色素増感太陽電池用光電極を再現性よく確実に製造することができる。
According to the method for producing a dye-sensitized solar cell photoelectrode of the present invention, when two or more kinds of semiconductor particles having different specific average particle diameters are contained in the photoelectric conversion layer, the increase in the photoelectric conversion layer is included. High light absorption efficiency due to the so-called light confinement effect can be achieved for the dye-sensitive dye.
Further, according to the production method of the present invention, since the photoelectric conversion layer is formed by a specific method in which the coating film is roll-pressed using a specific paste, the semiconductor particles are densely packed by roll-pressing. When the light-transmitting substrate is a plastic substrate, the semiconductor particles adhere to the surface of the transparent conductive layer of the light-transmitting substrate due to its flexibility, and an extremely good electron flow is achieved. As a result, a dye-sensitized solar cell with good performance can be obtained.
That is, for example, even when using a plastic substrate that has conventionally been difficult to obtain high light absorption efficiency, the photoelectric conversion layer can be formed on the light-transmitting substrate with high adhesion. Even when a substrate is used, a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell that can provide a dye-sensitized solar cell that can maintain a high level of photoelectric conversion efficiency even when the amount of incident light is changed should be reliably manufactured with good reproducibility. Can do.

また、本発明の製造方法によれば、室温条件下で行えるので作業を簡易に進めることができると共に加熱をほとんど要せず、使用すべき材料が従来の製造方法に比して少種であり、高速で生産可能であり、大面積を均一に処理できるために製造コストが低減され、さらに、ロールプレス処理が低圧で十分であるために省エネルギーであるなどの利点が得られる。   In addition, according to the production method of the present invention, since the operation can be performed under room temperature conditions, the operation can be easily performed and heating is hardly required, and the material to be used is small compared to the conventional production method. It is possible to produce at a high speed, and a large area can be processed uniformly, so that the manufacturing cost is reduced. Further, since the roll press process is sufficient at a low pressure, advantages such as energy saving can be obtained.

本発明の色素増感太陽電池用光電極によれば、透光性基板としてプラスチック製基板を用いた場合にも、入射光量を変化させても高いレベルの光電変換効率を維持できる色素増感太陽電池を提供することができる。   According to the photoelectrode for dye-sensitized solar cell of the present invention, even when a plastic substrate is used as the translucent substrate, the dye-sensitized solar that can maintain a high level of photoelectric conversion efficiency even if the incident light amount is changed. A battery can be provided.

本発明の色素増感太陽電池を構成するセルの構成の一例を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows an example of the structure of the cell which comprises the dye-sensitized solar cell of this invention. 本発明の色素増感太陽電池用光電極を製造する方法の一例を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows an example of the method of manufacturing the photoelectrode for dye-sensitized solar cells of this invention. 本発明の色素増感太陽電池を構成するセルの構成の別の一例を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows another example of a structure of the cell which comprises the dye-sensitized solar cell of this invention. 本発明の別の例の色素増感太陽電池用光電極を製造する方法の一例を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows an example of the method of manufacturing the photoelectrode for dye-sensitized solar cells of another example of this invention. 本発明の実施形態の一例の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of an example of embodiment of this invention. 従来の方法による形状を示す図である。It is a figure which shows the shape by the conventional method. 本発明における表面粗さRaの測定方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measuring method of surface roughness Ra in this invention. 本発明における表面粗さRaの測定方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measuring method of surface roughness Ra in this invention.

以下、本発明について具体的に説明する。なお、本明細書においては、「A〜B」の形で標記する数値範囲は、特にことわりのない限り、A以上B以下(ただし、A<B)を意味する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described. In the present specification, the numerical range indicated in the form of “A to B” means A or more and B or less (where A <B) unless otherwise specified.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の色素増感太陽電池を構成するセルの構成の一例を示す説明用断面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an example of the structure of a cell constituting the dye-sensitized solar cell of the present invention.

〔光電変換素子〕
この色素増感太陽電池を構成するセル(以下、「光電変換素子」ともいう。)10は、透光性基板21上に光電変換層23が形成された色素増感太陽電池用光電極(以下、単に「光電極」ともいう。)20と、透光性基板(図示せず)上に例えば白金などよりなる導電層(図示せず)が形成された対極16とが、これらの光電変換層23および導電層が電解質部分12を介して対向するよう配置されている。
[Photoelectric conversion element]
A cell (hereinafter also referred to as “photoelectric conversion element”) 10 constituting the dye-sensitized solar cell is a photoelectrode (hereinafter referred to as a photoelectrode for dye-sensitized solar cell) in which a photoelectric conversion layer 23 is formed on a light-transmitting substrate 21. These are also referred to as “photoelectrodes”) 20 and a counter electrode 16 in which a conductive layer (not shown) made of, for example, platinum or the like is formed on a translucent substrate (not shown). 23 and the conductive layer are arranged to face each other with the electrolyte portion 12 therebetween.

光電極20は、負極として作用するものであって、具体的には、透明導電層21b(図2(a)参照。)を有する透光性基板21と、この透光性基板21の透明導電層21bに積層して設けられた光電変換層23とを備えるものである。   The photoelectrode 20 functions as a negative electrode. Specifically, the translucent substrate 21 having a transparent conductive layer 21b (see FIG. 2A) and the transparent conductivity of the translucent substrate 21 are provided. The photoelectric conversion layer 23 provided by being stacked on the layer 21b is provided.

〔光電変換層〕
光電変換層23は、半導体粒子(以下、「特定の半導体粒子群」という。)と、増感色素とを含有し、ロールプレス処理されたものであり、具体的には、特定の半導体粒子群を含有するペーストの塗膜23A(図2(b)参照。)がロールプレス処理された機能性半導体層23αに、増感色素が担持されたものである。
光電変換層23がロールプレス処理された機能性半導体層23αを有することにより、当該機能性半導体層23αを多数のナノ細孔が形成されたものとすることができるため、透光性基板21の単位面積当たりの半導体粒子の表面積の割合が極めて大きくなり、これにより、十分な量の増感色素を担持させることができ、結局、高い光吸収効率が得られる。
[Photoelectric conversion layer]
The photoelectric conversion layer 23 contains semiconductor particles (hereinafter referred to as “specific semiconductor particle group”) and a sensitizing dye and is roll-press treated. Specifically, the specific semiconductor particle group A functional coating layer 23α (see FIG. 2 (b)) containing paste containing a sensitizing dye is carried on a roll-press-treated functional semiconductor layer 23α.
Since the photoelectric conversion layer 23 has the functional semiconductor layer 23α subjected to the roll press process, the functional semiconductor layer 23α can be formed with a large number of nanopores. The ratio of the surface area of the semiconductor particles per unit area becomes extremely large, whereby a sufficient amount of the sensitizing dye can be carried, and high light absorption efficiency is obtained after all.

光電変換層23は平均粒子径が2〜40nmの半導体微粒子を含有させることで構成してもよい。
例えば、平均粒子径20nm程度のナノサイズの半導体微粒子をもちいた場合(後述する、光閉じ込め効果を十分に利用しなかった場合)は透過率の高い光電変換層を作成することができる。
また、光電変換層23が平均粒子径の異なる2種以上の半導体粒子を含有させることで、例えば平均粒子径20nm程度のナノサイズの半導体粒子は、長波長の光を透過しやすい傾向にあるところ、例えば平均粒子径100nm程度の大粒径の半導体粒子が混在することにより光が散乱され、機能性半導体層23α中における光路長が増大される、いわゆる光閉じ込め効果を十分に得ることができる。その結果、増感色素について十分な光吸収効率が得られ、従って、色素増感太陽電池において高い光電変換効率が達成される。
The photoelectric conversion layer 23 may be configured by containing semiconductor fine particles having an average particle diameter of 2 to 40 nm.
For example, when nano-sized semiconductor fine particles having an average particle diameter of about 20 nm are used (a case where the light confinement effect described below is not fully utilized), a photoelectric conversion layer having a high transmittance can be formed.
Further, when the photoelectric conversion layer 23 contains two or more kinds of semiconductor particles having different average particle diameters, for example, nano-sized semiconductor particles having an average particle diameter of about 20 nm tend to easily transmit long-wavelength light. For example, when so-called semiconductor particles having an average particle diameter of about 100 nm are mixed, light is scattered and the optical path length in the functional semiconductor layer 23α is increased, so that a so-called optical confinement effect can be sufficiently obtained. As a result, sufficient light absorption efficiency is obtained for the sensitizing dye, and thus high photoelectric conversion efficiency is achieved in the dye-sensitized solar cell.

この光電変換素子10においては、透光性支持体21a上に透明導電層21bおよび機能性半導体層23αがこの順に設けられた光電極構造体20K(図2(c)参照。)の波長500nmの光透過率が20〜85%であり、かつ、波長700nmの光透過率が30〜85%であることが好ましい。この光透過率が過大であると、内部散乱が起きずに光が透過してしまうために光電極において十分な光吸収効率を得ることができなくなるおそれがあり、一方、光透過率が過小であると、表面反射が生じて光電極内に光の入射しないおそれがある。   In this photoelectric conversion element 10, a photoelectrode structure 20K (see FIG. 2C) in which a transparent conductive layer 21b and a functional semiconductor layer 23α are provided in this order on a translucent support 21a has a wavelength of 500 nm. The light transmittance is preferably 20 to 85%, and the light transmittance at a wavelength of 700 nm is preferably 30 to 85%. If the light transmittance is excessive, light is transmitted without internal scattering, so that there is a possibility that sufficient light absorption efficiency cannot be obtained in the photoelectrode, while the light transmittance is excessively low. If so, surface reflection may occur and light may not enter the photoelectrode.

〔半導体粒子〕
半導体粒子は、電子伝達作用を発揮するものであって、このような半導体粒子を構成する半導体としては、具体的には、例えばTiO、SnO、ZnO、WO、Nb 、In、ZrO、Ta、TiSrO などの酸化物半導体;CdS、ZnS、InS、PbS、MoS、WS、Sb、Bi、ZnCdS、CuSなどの硫化物半導体;CdSe、InSe、WSe、PbSe、CdTeなどの金属カルコゲナイド;GaAs、Si、Se、InPなどの元素半導体などが挙げられ、例えばSnOとZnOとの複合体、TiOとNbの複合体などの、これらの2種以上よりなる複合体を用いることもできる。また、半導体の種類はこれらに限定されるものでは無く、2種類以上混合して用いることもできる。
半導体粒子を構成する半導体としては、上記の中でTi、Zn、Sn、Nbの酸化物が好ましく、特にTiOが好ましい。
TiOよりなるチタニア粒子としては、アナターゼ結晶型のものおよびルチル結晶型のものが挙げられて共に使用可能であるが、特にアナターゼ結晶型のチタニア粒子を用いると、プラスチックフィルムよりなる透光性支持体による色素増感太陽電池において、確実に所期の性能が得られる。
[Semiconductor particles]
The semiconductor particles exhibit an electron transfer function, and specific examples of semiconductors constituting such semiconductor particles include TiO 2 , SnO, ZnO, WO 3 , Nb 2 O 5 , In 2. Oxide semiconductors such as O 3 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , TiSrO 3 ; CdS, ZnS, In 2 S, PbS, Mo 2 S, WS 2 , Sb 2 S 3 , Bi 2 S 3 , ZnCdS 2 , CuS Sulfide semiconductors such as 2 ; metal chalcogenides such as CdSe, In 2 Se 2 , WSe 2 , PbSe, CdTe; and elemental semiconductors such as GaAs, Si, Se, InP, etc., for example, a composite of SnO and ZnO, A composite composed of two or more of these, such as a composite of TiO 2 and Nb 2 O 5 can also be used. Moreover, the kind of semiconductor is not limited to these, It can also be used in mixture of 2 or more types.
As a semiconductor constituting the semiconductor particles, oxides of Ti, Zn, Sn, and Nb are preferable among the above, and TiO 2 is particularly preferable.
As the titania particles made of TiO 2 , those of anatase crystal type and rutile crystal type can be mentioned, and both can be used. Especially when anatase crystal type titania particles are used, a translucent support made of a plastic film is used. In the dye-sensitized solar cell by the body, the expected performance can be surely obtained.

特定の半導体粒子群に含有される平均粒子径の異なる2種以上の半導体粒子を用いる場合は、互いに同種のものであってもよく、異種のものであってもよいが、同種のものであることが好ましい。
半導体粒子としては、チタニア粒子を用いることが好ましい。
When two or more kinds of semiconductor particles having different average particle diameters contained in a specific semiconductor particle group are used, they may be the same kind or different kinds, but the same kind. It is preferable.
As the semiconductor particles, titania particles are preferably used.

特定の半導体粒子群を構成する半導体粒子のうちの平均粒子径が小さい半導体粒子(以下、「半導体小粒子」ともいう。)の平均粒子径は好ましくは2〜40nm、より好ましくは15〜25nmである。また、特定の半導体粒子群を構成する半導体粒子のうちの平均粒子径が大きい半導体粒子(以下、「半導体大粒子」ともいう。)は、光散乱能を有するものであって、その平均粒子径は好ましくは50nm以上、より好ましくは80〜400nm、特に好ましくは90〜120nmである。   The average particle size of the semiconductor particles having a small average particle size (hereinafter also referred to as “semiconductor small particles”) among the semiconductor particles constituting the specific semiconductor particle group is preferably 2 to 40 nm, more preferably 15 to 25 nm. is there. In addition, the semiconductor particles having a large average particle size among the semiconductor particles constituting the specific semiconductor particle group (hereinafter also referred to as “semiconductor large particles”) have light scattering ability and have an average particle size. Is preferably 50 nm or more, more preferably 80 to 400 nm, and particularly preferably 90 to 120 nm.

光電変換層23を構成する特定の半導体粒子群における半導体小粒子の含有割合は、50〜95質量%であることが好ましく、より好ましくは60〜70質量%である。半導体小粒子の割合が過多であると、半導体大粒子による十分な光閉じ込め効果を得ることができず、増感色素について高い光吸収効率が得られない。一方、半導体小粒子の割合が過少であると、光電変換能が十分に得られないものとなる。   It is preferable that the content rate of the semiconductor small particle in the specific semiconductor particle group which comprises the photoelectric converting layer 23 is 50-95 mass%, More preferably, it is 60-70 mass%. If the ratio of the small semiconductor particles is excessive, a sufficient light confinement effect by the large semiconductor particles cannot be obtained, and high light absorption efficiency cannot be obtained for the sensitizing dye. On the other hand, when the ratio of the semiconductor small particles is too small, the photoelectric conversion ability cannot be sufficiently obtained.

また、光電変換層23を形成すべき機能性半導体層23αの厚みは、1〜40μmであることが好ましく、より好ましくは3〜30μmである。さらに好ましくは、3〜20μmである。
光電変換層を形成すべき機能性半導体層の厚みが過小である場合は、十分な量の増感色素を担持できないために得られる色素増感太陽電池が十分な光電変換効率を得ることができないものとなってしまう。一方、光電変換層を形成すべき機能性半導体層の厚みが過大である場合は、得られる光電変換層において増感色素から注入された電子の拡散距離が増大するために電荷の再結合によるエネルギーロスが大きくなってしまう。
Moreover, it is preferable that the thickness of the functional semiconductor layer 23 (alpha) which should form the photoelectric converting layer 23 is 1-40 micrometers, More preferably, it is 3-30 micrometers. More preferably, it is 3-20 micrometers.
When the thickness of the functional semiconductor layer on which the photoelectric conversion layer is to be formed is too small, the dye-sensitized solar cell obtained because it cannot carry a sufficient amount of the sensitizing dye cannot obtain sufficient photoelectric conversion efficiency. It becomes a thing. On the other hand, when the thickness of the functional semiconductor layer on which the photoelectric conversion layer is to be formed is excessive, the energy due to recombination of charges is increased because the diffusion distance of electrons injected from the sensitizing dye in the resulting photoelectric conversion layer increases. Loss will increase.

〔増感色素〕
光電変換層23において半導体粒子に担持される増感色素としては、増感作用を示すものであれば特に限定されず、N3錯体、N719錯体(N719色素)、Ruターピリジン錯体(ブラックダイ)、Ruジケトナート錯体などのRu錯体;クマリン系色素、メロシアニン系色素、ポリエン系色素などの有機系色素;金属ポルフィリン系色素やフタロシアニン色素などを挙げることができ、この中ではRu錯体が好ましく、特に、可視光域に広い吸収スペクトルを有するため、N719色素およびブラックダイが好ましく挙げられる。
N719色素は(RuL(NCS)・2TBA)で表される化合物であり、Blackdye色素は(RuL´(NCS)・2TBA)で表される化合物である。ただし、Lは、4,4´−ジカルボキシ−2,2´−ビピリジン、L´は、4,4´,4″−テトラ−カルボキシ−2,2´,2″−ターピリジン、TBAは、テトラブチルアンモニウムカオチンである。これらは単独でもしくは2種類以上を混合して用いることができる。
[Sensitizing dye]
The sensitizing dye supported on the semiconductor particles in the photoelectric conversion layer 23 is not particularly limited as long as it exhibits a sensitizing action. N3 complex, N719 complex (N719 dye), Ru terpyridine complex (black dye), Ru Ru complexes such as diketonate complexes; organic dyes such as coumarin dyes, merocyanine dyes, polyene dyes; metal porphyrin dyes and phthalocyanine dyes, and the like. Among these, Ru complexes are preferred, and particularly visible light. N719 dyes and black dyes are preferred because they have a broad absorption spectrum in the region.
The N719 dye is a compound represented by (RuL 2 (NCS) 2 · 2TBA), and the Blackdye dye is a compound represented by (RuL ′ 1 (NCS) 3 · 2TBA). Where L is 4,4′-dicarboxy-2,2′-bipyridine, L ′ is 4,4 ′, 4 ″ -tetra-carboxy-2,2 ′, 2 ″ -terpyridine, and TBA is tetra Butylammonium chaotic. These can be used alone or in admixture of two or more.

光電変換層23における増感色素の担持量は、機能性半導体層23αの単位表面積当たりの量が1×10−8〜1×10−7mol/cm、好ましくは3×10−8〜7×10−8mol/cmとされることが好ましい。増感色素の担持量がこの範囲内であることにより、半導体粒子の表面に増感色素が単分子層として担持されるため、増感色素において励起された電子が電解質部分の電解質を還元するなどのエネルギーロスが発生せずに十分な吸収効率が得られる。 The amount of the sensitizing dye supported in the photoelectric conversion layer 23 is 1 × 10 −8 to 1 × 10 −7 mol / cm 2 , preferably 3 × 10 −8 to 7 −7 per unit surface area of the functional semiconductor layer 23α. It is preferable to set it as x10 < -8 > mol / cm < 2 >. Since the amount of the sensitizing dye supported is within this range, the sensitizing dye is supported as a monomolecular layer on the surface of the semiconductor particles, so that electrons excited in the sensitizing dye reduce the electrolyte in the electrolyte portion. Sufficient absorption efficiency can be obtained without causing energy loss.

〔透光性基板〕
この例の光電変換素子10を構成する透光性基板21は、透光性支持体21a上に透明導電層21bが形成されてなるものである。
透光性支持体21aとしては、ガラス、プラスチックなど種々の材料よりなるものを用いることができ、プラスチック製のものとしては、透光性、耐熱性、耐化学薬品特性などの観点から、例えば、板状またはフィルム状のシクロオレフィン系ポリマー、板状またはフィルム状のアクリル尿素系ポリマー、板状またはフィルム状のポリエステル、板状またはフィルム状のポリエチレンナフタレートなどを用いることが好ましい。
[Translucent substrate]
The translucent substrate 21 constituting the photoelectric conversion element 10 of this example is formed by forming a transparent conductive layer 21b on a translucent support 21a.
As the translucent support 21a, those made of various materials such as glass and plastic can be used. From the viewpoint of translucency, heat resistance, chemical resistance, etc. It is preferable to use a plate-like or film-like cycloolefin polymer, a plate-like or film-like acrylurea-based polymer, a plate-like or film-like polyester, a plate-like or film-like polyethylene naphthalate, or the like.

透光性基板21の表面抵抗は100Ω/cm以下であることが好ましく、15Ω/cm以下であることがより好ましい。表面抵抗は、三菱化学アナリテック社のLoresta−GPの型番MCP−T610で測定した。この機器はJIS K7194−1994に準拠している。単位はΩ/sq.またはΩ/□で示されるが、実質的には、Ωである(sq.、□は無次元)。
また、本発明において、表面抵抗は試験片の表面に沿って流れる電流と平行方向の電位傾度を、表面の単位幅当たりの電流で除した数値を意味する。この数値は、各辺1cmの正方形の相対する辺を電極とする二つの電極間の表面抵抗に等しいと、JIS K6911−1995に定義されている。
Preferably the surface resistivity of the transparent substrate 21 is not more than 100Ω / cm 2, and more preferably 15 [Omega] / cm 2 or less. The surface resistance was measured by Loresta-GP model number MCP-T610 manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech. This device complies with JIS K7194-1994. The unit is Ω / sq. Or it is represented by Ω / □, but is substantially Ω (sq., □ is dimensionless).
In the present invention, the surface resistance means a numerical value obtained by dividing the potential gradient in the direction parallel to the current flowing along the surface of the test piece by the current per unit width of the surface. This numerical value is defined in JIS K6911-1995 to be equal to the surface resistance between two electrodes having opposite sides of a square of 1 cm on each side as electrodes.

〔透明導電層〕
透光性支持体21aの一面に形成される透明導電層21bは、例えば、インジウム−スズ複合酸化物(ITO)、フッ素をドープした酸化スズ(FTO)などよりなるものが挙げられる。
[Transparent conductive layer]
Examples of the transparent conductive layer 21b formed on one surface of the translucent support 21a include those made of indium-tin composite oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), and the like.

〔光電変換層の形成方法〕
以上のような光電極20の光電変換層23は、図2に示されるように、以下の工程(1)〜(5)をこの順に経て製造することができる。
(1)透光性支持体21a上に透明導電層21bを形成させて透光性基板21を得、必要に応じて表面処理を施す透光性基板製造工程(図2(a)参照。)。
(2)半導体粒子を含有するペーストを調整するペースト調製工程。
(3)透光性基板21の透明導電層21b上にペーストを塗布して乾燥させた塗膜23Aを得る塗膜形成工程(図2(b)参照。)。
(4)透光性基板21上に形成された塗膜23Aをロールプレス処理して機能性半導体層23αを得るロールプレス処理工程(図2(c)参照。)。
(5)機能性半導体層23αに増感色素を担持させる色素担持工程(図2(d)参照。)。
[Method for forming photoelectric conversion layer]
The photoelectric conversion layer 23 of the photoelectrode 20 as described above can be manufactured through the following steps (1) to (5) in this order, as shown in FIG.
(1) A transparent conductive layer 21b is formed on a light transmissive support 21a to obtain a light transmissive substrate 21, and a surface treatment is performed as necessary (see FIG. 2A). .
(2) A paste preparation step for preparing a paste containing semiconductor particles.
(3) A coating film forming step for obtaining a coating film 23A obtained by applying a paste on the transparent conductive layer 21b of the translucent substrate 21 and drying it (see FIG. 2B).
(4) A roll press processing step for obtaining a functional semiconductor layer 23α by performing roll press processing on the coating film 23A formed on the translucent substrate 21 (see FIG. 2C).
(5) A dye carrying step for carrying a sensitizing dye on the functional semiconductor layer 23α (see FIG. 2D).

〔透光性基板製造工程〕
透光性基板21は、透光性支持体21a上に対して例えばスパッタリング法などによって透明導電層21bが形成されることにより、得られる。
透明導電層21bの形成は、透明導電層21bの透光性支持体21aに対する密着性や耐久性の観点から、加熱処理しながら行われることが好ましい。
加熱処理の温度は、例えば、通常、100〜150℃とされるが、透光性基板21を構成する透光性支持体21aがプラスチック製のものである場合は、加熱処理の温度は当透光性支持体21aを構成するプラスチックの耐熱温度より低い温度とされる。ここに、「耐熱温度」とは、プラスチックの軟化点温度または融点温度のいずれか低い方の温度を意味する。
[Translucent substrate manufacturing process]
The translucent substrate 21 is obtained by forming the transparent conductive layer 21b on the translucent support 21a by, for example, sputtering.
The formation of the transparent conductive layer 21b is preferably performed while performing a heat treatment from the viewpoints of adhesion and durability of the transparent conductive layer 21b to the translucent support 21a.
The temperature of the heat treatment is usually 100 to 150 ° C., for example. However, when the light transmissive support 21 a constituting the light transmissive substrate 21 is made of plastic, the temperature of the heat treatment is the same. The temperature is lower than the heat resistance temperature of the plastic constituting the optical support 21a. Here, the “heat-resistant temperature” means a temperature that is lower of the softening point temperature or the melting point temperature of the plastic.

〔透光性基板の表面処理〕
以上の透光性基板21は、超音波洗浄処理、エッチング処理およびはUV−オゾン処理などの表面処理のうち1つまたは2つ以上を組み合わせて、その表面、すなわち透明導電層21bの表面に表面処理が施されたものであってもよく、このような表面処理が施された透光性基板21は、得られる色素増感太陽電池が優れた光電変換効率を示すものとなる。
この理由としては、表面処理を施すことによって透光性基板21上にペーストを塗布する際の濡れ性およびプレス処理後の半導体粒子の透光性基板21との密着性が共に向上したものとなることによると考えられ、例えば、表面処理前の透光性基板21の表面の接触角は90°より大きく、表面処理後の接触角は80〜90°程度に減少することが確認されている。
この透光性基板21の表面処理法は、超音波洗浄処理、エッチング処理及びUV−オゾン処理以外に、スパッタリングなどの他の処理法も適宜使用可能であり、これらに限定されない。
[Surface treatment of translucent substrate]
The above translucent substrate 21 is formed by combining one or two or more of surface treatments such as ultrasonic cleaning treatment, etching treatment and UV-ozone treatment on the surface thereof, that is, the surface of the transparent conductive layer 21b. The light-transmitting substrate 21 subjected to such a surface treatment may exhibit excellent photoelectric conversion efficiency in the obtained dye-sensitized solar cell.
This is because the surface treatment improves both the wettability when applying the paste on the light-transmitting substrate 21 and the adhesion of the semiconductor particles after the press treatment to the light-transmitting substrate 21. For example, it is confirmed that the contact angle of the surface of the translucent substrate 21 before the surface treatment is larger than 90 °, and the contact angle after the surface treatment is reduced to about 80 to 90 °.
As the surface treatment method of the translucent substrate 21, other treatment methods such as sputtering can be used as appropriate in addition to the ultrasonic cleaning treatment, the etching treatment, and the UV-ozone treatment, and are not limited thereto.

超音波洗浄処理は、超音波洗浄器および超音波洗浄用洗剤を用い、洗浄剤を入れた容器内に透光性基板を浸漬し、その容器を水で満たした超音波洗浄器に入れ、数分〜10分間超音波を発信させることにより、当該透光性基板の表面における微細な付着物などを洗浄・除去する処理である。
また、エッチング処理は、高周波スパッタ装置「SVC−700RFII」(サンユー電子(株)製)に透光性基板をセットし、高真空条件(5Pa)とした後、逆スパッタ(エッチング)処理を20W、10分間の条件で行われるものである。具体的には、高周波の交流電位をかけることによりプラズマを発生させ、その内のプラス電荷を帯びたアルゴン原子をマイナス電荷をかけた基板に衝突させることによって、基板上の付着物を除去する。
さらに、UV−オゾン処理は、処理対象物をUV−オゾン洗浄装置「OC−2506」(岩崎電気(株)製)に入れ、5分間前後紫外線照射を行うことにより、行われるものである。
The ultrasonic cleaning treatment uses an ultrasonic cleaner and an ultrasonic cleaning detergent. The translucent substrate is immersed in a container containing a cleaning agent, and the container is placed in an ultrasonic cleaner filled with water. This is a process for cleaning and removing fine deposits and the like on the surface of the translucent substrate by transmitting ultrasonic waves for 10 minutes.
In addition, the etching process is performed by setting a translucent substrate in a high-frequency sputtering apparatus “SVC-700RFII” (manufactured by Sanyu Electronics Co., Ltd.) and setting it to a high vacuum condition (5 Pa), followed by a reverse sputtering (etching) process of 20 W, It is performed under the condition of 10 minutes. Specifically, plasma is generated by applying a high-frequency AC potential, and positively charged argon atoms in the plasma are caused to collide with a negatively charged substrate to remove deposits on the substrate.
Further, the UV-ozone treatment is performed by putting the object to be treated into a UV-ozone cleaning device “OC-2506” (manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.) and performing ultraviolet irradiation for about 5 minutes.

〔ペースト調製工程〕
本発明の製造方法に用いられるペーストは、半導体粒子を含有しており、任意に溶剤や、バインダーを含有することができる。
光電変換層23を構成する特定の半導体粒子群を含有するペーストの調製方法は、特に限定されるものではないが、例えば、本発明者らが創出したアルコキサイドを4級アンモニウム塩により加水分解する塩基性法が好ましく用いることができる。この塩基性法は、具体的には、半導体小粒子を得るためのアルコキサイドを、4級アンモニウム塩によって加水分解することにより得、同様にして半導体大粒子を得るためのアルコキサイドを、4級アンモニウム塩によって加水分解することにより得、これらを混合することにより、調製することができる。
得られる半導体粒子の平均粒子径は、加水分解に供される4級アンモニウム塩の添加量を調整することにより、制御することができ、4級アンモニウム塩の添加量を大きくするに従って、平均粒子径の小さい半導体粒子を得ることができる。
[Paste preparation process]
The paste used in the production method of the present invention contains semiconductor particles, and can optionally contain a solvent and a binder.
The method for preparing a paste containing a specific group of semiconductor particles constituting the photoelectric conversion layer 23 is not particularly limited. For example, a base that hydrolyzes an alkoxide created by the present inventors with a quaternary ammonium salt. The sex method can be preferably used. Specifically, this basic method is obtained by hydrolyzing an alkoxide for obtaining small semiconductor particles with a quaternary ammonium salt, and similarly obtaining an alkoxide for obtaining large semiconductor particles with a quaternary ammonium salt. And can be prepared by mixing them.
The average particle size of the obtained semiconductor particles can be controlled by adjusting the amount of quaternary ammonium salt to be subjected to hydrolysis, and the average particle size can be increased as the amount of quaternary ammonium salt added is increased. Small semiconductor particles can be obtained.

4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いることができるが、メチル基については限定されず、炭素数が1〜4個のアルキル基を有するものを例示することができる。
また、半導体大粒子を得るためのアルコキサイドとしては、上述の半導体粒子を構成する金属のアルコキサイドを用いることができる。
具体的には、例えば半導体粒子がチタニア粒子である場合は、半導体粒子のアルコキサイドとしてTi(OCを用い、4級アンモニウム塩として、TMAHを用いることができる。
For example, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) can be used as the quaternary ammonium salt, but the methyl group is not limited, and examples include those having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. it can.
Moreover, as the alkoxide for obtaining the semiconductor large particles, the metal alkoxide constituting the above-described semiconductor particles can be used.
Specifically, for example, when the semiconductor particles are titania particles, Ti (OC 3 H 5 ) 4 can be used as the alkoxide of the semiconductor particles, and TMAH can be used as the quaternary ammonium salt.

ペースト中の特定の半導体粒子群の含有割合は、5〜85質量%であることが好ましく、より好ましくは5〜30質量%である。さらに好ましくは、8〜20質量%である。   It is preferable that the content rate of the specific semiconductor particle group in a paste is 5-85 mass%, More preferably, it is 5-30 mass%. More preferably, it is 8-20 mass%.

塩基性法で作製したペーストを用いることで、水を溶媒の主成分とするペーストを用いることができ、環境負荷の小さいペーストを作製することができる。   By using a paste manufactured by a basic method, a paste containing water as a main component of a solvent can be used, and a paste with a small environmental load can be manufactured.

〔塗膜形成工程〕
この工程は、透光性基板21の透明導電層21b上にペーストを塗布して乾燥させた塗膜23Aを得る工程であって、透光性基板21の透明導電層21b上にペーストを塗布する方法としては特に制限はなく、例えばドクターブレード法やスプレー法など、公知の種々の方法に従って行うことができる。
また、乾燥温度は、例えば室温とすることができる。
透明導電層21b上における水性ペーストが塗布された領域が作用極として機能し、用途によってこの作用極領域の面積を適宜に選択することができる。
本発明の製造方法によって製造することができる作用極の面積は、後述のロールプレス処理工程に用いられるロールプレス機の性能によっても異なるが、例えば20cm×20cm程度の大きさ、あるいはそれ以上の大きさの領域を有するものを作製することもできる。
[Coating film forming process]
This step is a step of obtaining a coating film 23A obtained by applying a paste on the transparent conductive layer 21b of the translucent substrate 21 and drying it, and applying the paste on the transparent conductive layer 21b of the translucent substrate 21. There is no restriction | limiting in particular as a method, For example, it can carry out according to well-known various methods, such as a doctor blade method and a spray method.
The drying temperature can be room temperature, for example.
The region where the aqueous paste is applied on the transparent conductive layer 21b functions as a working electrode, and the area of the working electrode region can be appropriately selected depending on the application.
The area of the working electrode that can be produced by the production method of the present invention varies depending on the performance of the roll press used in the roll press treatment step described later, but is, for example, about 20 cm × 20 cm or larger. It is also possible to manufacture a device having a region having a thickness.

〔ロールプレス処理工程〕
この工程は、塗膜23Aをロールプレス処理して機能性半導体層23αを得る工程であって、ロールプレス処理を行うことによって、塗膜23A中の半導体粒子同士が十分に密着され、高い電子伝達能を得ることができる。
[Roll press process]
This step is a step of obtaining a functional semiconductor layer 23α by roll-pressing the coating film 23A. By performing the roll-press treatment, the semiconductor particles in the coating film 23A are sufficiently adhered to each other, and high electron transfer is achieved. Performance.

ロールプレス処理が行われることで、機能性半導体層23αの表面には、ロールプレス処理方向と平行(略平行を含む。以下同じ。)に延びるロールプレス痕跡が形成される。ロールプレス痕跡が生じることで、色素増感太陽電池用光電極を曲げた場合や、衝撃など一時的な外部応力が加わった場合に、外部応力を緩和できるため、ロールプレス痕跡がない場合と比べて、外部応力に対して強い構成とすることができる。   By performing the roll press process, a roll press trace extending in parallel to the roll press process direction (including substantially parallel, the same applies hereinafter) is formed on the surface of the functional semiconductor layer 23α. When the roll press trace is generated, the external stress can be relaxed when the photoelectrode for dye-sensitized solar cell is bent or when temporary external stress such as impact is applied, so compared with the case where there is no roll press trace. Thus, the structure can be strong against external stress.

ロールプレス痕跡は、走査型電子顕微鏡(SEM)によって、目視で観察することができる。ロールプレス痕跡の存在により、機能性半導体層23αの表面では、ロールプレス処理方向に平行な方向(第一の方向)と第一の方向に直交する垂直な方向(第二の方向、以下、単に「垂直方向」と称することがある。)とでは表面粗さRaが大きく異なっており、第二の方向の表面粗さRaが第一の方向の表面粗さRaの1.2倍以上となる。
なお、平面プレス法(ロールプレス処理ではなく、平板を上下に合わせ、その間に塗膜23Aをはさみ、プレス処理をする方法)を用いた場合、表面粗さRaは上述のような異方性を有していない。したがって、第一の方向をどのように設定したとしても、第二の方向の表面粗さRaが第一の方向の表面粗さRaの1.2倍以上になることはない。上述した応力緩和の観点からは、この値は1.25倍以上とされるのが好ましい。
The roll press trace can be visually observed with a scanning electron microscope (SEM). Due to the presence of the roll press trace, on the surface of the functional semiconductor layer 23α, a direction parallel to the roll press treatment direction (first direction) and a direction perpendicular to the first direction (second direction, hereinafter simply The surface roughness Ra is greatly different from that of the “vertical direction”, and the surface roughness Ra in the second direction is 1.2 times or more the surface roughness Ra in the first direction. .
In addition, when using a plane pressing method (not a roll pressing process, a method in which flat plates are aligned vertically and a coating film 23A is sandwiched between them to perform a pressing process), the surface roughness Ra has anisotropy as described above. I don't have it. Therefore, no matter how the first direction is set, the surface roughness Ra in the second direction does not become 1.2 times or more the surface roughness Ra in the first direction. From the viewpoint of stress relaxation as described above, this value is preferably set to 1.25 times or more.

また、表面粗さRaは原子力間顕微鏡(AFM)を用いて測定することができる。機能性半導体層23αの表面粗さRaは、ロールプレス処理方向に対して、垂直方向の方が平行方向よりも、表面粗さRaは大きな値になる。これは、主にロールプレス痕跡が形成されるメカニズムによる。すなわち、ロールプレス処理の際に、所定のテンションが付与された透光性基板に対してロールが回転しながら接触するため、ロール表面の表面形状が単に転写されるのではなく、ロールの外周面が機能性半導体層に対して若干相対移動する。その結果、機能性半導体層に接触するロールの部位の表面形状がロールプレス処理方向の所定範囲にわたって機能性半導体層の表面に転写されると考えられる。   The surface roughness Ra can be measured using an atomic force microscope (AFM). As for the surface roughness Ra of the functional semiconductor layer 23α, the surface roughness Ra is larger in the direction perpendicular to the roll press processing direction than in the parallel direction. This is mainly due to the mechanism by which a roll press trace is formed. In other words, during the roll press process, the roll contacts the translucent substrate to which a predetermined tension is applied, so that the surface shape of the roll surface is not simply transferred, but the outer peripheral surface of the roll. Slightly moves relative to the functional semiconductor layer. As a result, it is considered that the surface shape of the part of the roll that contacts the functional semiconductor layer is transferred to the surface of the functional semiconductor layer over a predetermined range in the roll press treatment direction.

また、ロールプレス処理は大きな面積を処理する際に、平プレスと比べ有利である。平プレスは、面積が大きくなることで、単位面積あたりのプレス圧が低下するため、大きな面積をプレス処理する際に、面積に比例して圧力を大きくする必要があるため、作製する面積と共に機械が大きくなり工業的に適さない。しかし、ロールプレス処理では、作製する面積が大きくなったとしてもロールにかける圧力を増加させる必要はなく、常に一定の力でよいため、工業的に適している。
また、ロールプレス処理を用いることにより、光電極の高速な生産及び生産コストの低減が可能となる。このことは、当該光電極を備えた色素増感太陽電池の高速生産および生産コスト低減に寄与する。
Also, the roll press process is advantageous compared to the flat press when processing a large area. The flat press reduces the press pressure per unit area due to an increase in area. Therefore, when pressing a large area, it is necessary to increase the pressure in proportion to the area. Is not suitable industrially. However, the roll press treatment is industrially suitable because it is not necessary to increase the pressure applied to the roll even if the area to be produced increases, and a constant force is always required.
Further, by using the roll press process, it becomes possible to produce the photoelectrode at a high speed and reduce the production cost. This contributes to high-speed production and production cost reduction of a dye-sensitized solar cell provided with the photoelectrode.

ロールプレス処理は、15〜35℃の範囲内で行うことが好ましい。
ただし、ロールプレス処理の温度は、これらに限定されるわけではなく、機能性半導体層に求められる物性を付与するために、これより温度を上げて行うこともできる。
また、光電変換層形成用ペーストに溶媒が用いられていた場合、溶剤の沸点+50℃以下にしなければならない。これは、前記の温度以上で加工を行った場合は、用いている溶媒が急激に蒸発してしまい、表面に荒れを生じるためである。
また、光電変換形成用ペーストに溶媒を用いていない場合は、200℃を超えないことが好ましい。なぜなら、200℃を超える温度で処理すると、半導体層の性能を低下させる原因となるほか、基板にプラスチックを用いるため、基板にゆがみが生じやすくなったり、ロールプレス処理で使用しているペーストを酸化してしまい、粒子同士の密着を阻害する要因になったりするためである。この200℃よりも基板材質の軟化点(温度)やガラス転移温度が低い場合、その温度よりも低い温度で処理することが必要である。
The roll press treatment is preferably performed within a range of 15 to 35 ° C.
However, the temperature of the roll press treatment is not limited to these, and in order to impart the required physical properties to the functional semiconductor layer, the temperature can be increased from this.
Further, when a solvent is used in the photoelectric conversion layer forming paste, the boiling point of the solvent must be + 50 ° C. or lower. This is because when the processing is performed at a temperature higher than the above temperature, the solvent used is rapidly evaporated and the surface is roughened.
Moreover, when the solvent is not used for the paste for photoelectric conversion formation, it is preferable not to exceed 200 degreeC. This is because if it is processed at a temperature exceeding 200 ° C., the performance of the semiconductor layer is deteriorated, and since plastic is used for the substrate, the substrate is likely to be distorted or the paste used in the roll press process is oxidized. This is because it becomes a factor that inhibits the adhesion between the particles. When the softening point (temperature) or glass transition temperature of the substrate material is lower than 200 ° C., it is necessary to perform the treatment at a temperature lower than that temperature.

そして、このロールプレス処理は、透光性基板21上に機能性半導体層23αが形成された積層体における波長400〜800nmの光透過率が、ロールプレス処理前の値の105〜170%、より好ましくは110〜170%、特に好ましくは110〜130%となる条件で行われることが好ましく、例えばロールプレス処理が40MPa以上、好ましくは100MPa以上の圧力で行われることが好ましく、また、500MPa以下、好ましくは150MPa以下の圧力で行われることが好ましい。これにより、上記の光透過率を実現するとともに、機能性半導体層23αの表面粗さを50nm以下とし、平滑性を高めることができる。また、ロールプレス痕跡も同時に発生させることができる。
ロールプレス処理に係る圧力が高すぎる場合は、特にプラスチック製基板を用いた場合に当該プラスチック製基板の透光性支持体自体が歪んで色素増感太陽電池の性能に悪影響を及ぼすのみならず、さらに当該透光性支持体上に形成された透明導電層が破損することがあるため、好ましくない。
また、ロールプレス処理が行われることにより、機能性半導体層23αの厚みは、ロールプレス処理前の値の95〜30%となることが好ましい。より好ましくは、90%〜50%である。
And this roll press process WHEREIN: The light transmittance of wavelength 400-800 nm in the laminated body in which the functional semiconductor layer 23 (alpha) was formed on the translucent board | substrate 21 is 105-170% of the value before a roll press process. Preferably it is performed under the conditions of 110 to 170%, particularly preferably 110 to 130%, for example, roll press treatment is preferably performed at a pressure of 40 MPa or more, preferably 100 MPa or more, and 500 MPa or less, It is preferably carried out at a pressure of 150 MPa or less. Thereby, while realizing said light transmittance, the surface roughness of functional semiconductor layer 23 (alpha) can be 50 nm or less, and smoothness can be improved. Also, a roll press trace can be generated at the same time.
When the pressure involved in the roll press process is too high, not only when the plastic substrate is used, but also the translucent support itself of the plastic substrate is distorted and adversely affects the performance of the dye-sensitized solar cell, Furthermore, since the transparent conductive layer formed on the translucent support may be damaged, it is not preferable.
Moreover, it is preferable that the thickness of functional semiconductor layer 23 (alpha) becomes 95 to 30% of the value before roll press processing by performing roll press processing. More preferably, it is 90% to 50%.

〔UV−オゾン処理〕
ロールプレス処理工程後であって次の色素担持工程前に、必要に応じて、ロールプレス処理された機能性半導体層23αの表面処理としてUV−オゾン処理を行うことができる。透光性基板21の表面処理としてUV−オゾン処理を行った場合も行わなかった場合も、このUV−オゾン処理を行うことができる。
このUV−オゾン処理を施すことによって、機能性半導体層23αを構成する半導体粒子の表面を洗浄できるばかりでなく、半導体粒子の親水基を増加させて、増感色素を吸着しやすい状態とすることにもなると考えられ、結果的に、得られる色素増感太陽電池を光電変換効率の高いものとすることができる。
なお、ペースト調製工程において塩基性法など、チタニア粒子の作製に使用されるTMAHが未反応物として機能性半導体層23α中に残留してしまう方法を用いた場合、UV−オゾン処理によってこのTMAHを分解して半導体粒子を表面洗浄することができる。このUV−オゾン処理は、透光性基板21についてのUV−オゾン処理と同様にして行うことができる。
[UV-ozone treatment]
After the roll press treatment step and before the next dye supporting step, a UV-ozone treatment can be performed as a surface treatment of the functional semiconductor layer 23α subjected to the roll press treatment, if necessary. This UV-ozone treatment can be performed whether or not the UV-ozone treatment is performed as the surface treatment of the translucent substrate 21.
By performing this UV-ozone treatment, not only the surface of the semiconductor particles constituting the functional semiconductor layer 23α can be cleaned, but also the hydrophilic groups of the semiconductor particles are increased so that the sensitizing dye is easily adsorbed. As a result, the resulting dye-sensitized solar cell can have high photoelectric conversion efficiency.
In addition, when using a method in which TMAH used for the production of titania particles remains in the functional semiconductor layer 23α as an unreacted substance, such as a basic method, in the paste preparation step, this TMAH is treated by UV-ozone treatment. The semiconductor particles can be surface-cleaned by decomposition. This UV-ozone treatment can be performed in the same manner as the UV-ozone treatment for the translucent substrate 21.

〔色素担持工程〕
増感色素を光電極構造体20Kの機能性半導体層23αに担持させる方法としては特に限定されず、例えば増感色素をアルコール類、ニトリル類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ジメチルスルホキシド、アミド類、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、3−メチルオキサゾリジノン、エステル類、炭酸エステル類、ケトン類、炭化水素、水などの溶媒あるいはこれらの2種以上による混合溶媒に溶解させ、これに機能性半導体層23αが形成された光電極構造体20Kを浸漬する浸漬法や、スプレー塗布法、印刷塗布法などが挙げられる。
(Dye support process)
The method for supporting the sensitizing dye on the functional semiconductor layer 23α of the photoelectrode structure 20K is not particularly limited. For example, the sensitizing dye is an alcohol, nitrile, nitromethane, halogenated hydrocarbon, ether, dimethyl sulfoxide, Soluble in solvents such as amides, N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, 3-methyloxazolidinone, esters, carbonates, ketones, hydrocarbons, water, etc., or a mixture of two or more of these In addition, a dipping method, a spray coating method, a printing coating method, or the like, in which the photoelectrode structure 20K on which the functional semiconductor layer 23α is formed is dipped, can be used.

以上のような製造方法によって得られる色素増感太陽電池用光電極による色素増感太陽電池は、透光性支持体がプラスチック製のものであっても光電変換効率が高いものができる。これは、柔らかいプラスチック製の透光性支持体上で半導体粒子を加圧することにより、半導体粒子が多少透明導電層内にめり込むような構造となり、より密接な接合が得られるためと推察される。固い材質の透光性支持体の場合はこのような弾性を有さないため、プラスチックの透光性支持体を用いたものよりも性能が低くなるものと推察される。   The dye-sensitized solar cell using the photoelectrode for dye-sensitized solar cell obtained by the manufacturing method as described above can have high photoelectric conversion efficiency even if the translucent support is made of plastic. This is presumed to be because the semiconductor particles are somewhat pressed into the transparent conductive layer by pressurizing the semiconductor particles on a soft plastic translucent support, and a closer bond can be obtained. In the case of a light-transmitting support made of a hard material, since it does not have such elasticity, it is presumed that the performance is lower than that using a plastic light-transmitting support.

〔電解質部分〕
本発明の色素増感太陽電池において、光電極20および対極16との間に介在される電解質部分12は、液体状、固体状、凝固体状、常温溶融塩状態のいずれのものであってもよい。
また、この電解質部分12の厚み、すなわち光電極20と対極16との離間距離は、例えば1〜100μmとされる。
[Electrolyte part]
In the dye-sensitized solar cell of the present invention, the electrolyte portion 12 interposed between the photoelectrode 20 and the counter electrode 16 may be in a liquid state, a solid state, a solidified body state, or a room temperature molten salt state. Good.
Further, the thickness of the electrolyte portion 12, that is, the separation distance between the photoelectrode 20 and the counter electrode 16 is, for example, 1 to 100 μm.

電解質部分12が例えば溶液状のものである場合は、この電解質部分12は、電解質、溶媒、および添加物で構成されることが好ましい。
電解質としては、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウムなどの金属ヨウ化物とヨウ素の組み合わせや、テトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイドなどの第4級アンモニウム化合物のヨウ素塩−ヨウ素の組み合わせ、あるいは前記ヨウ素、ヨウ素化合物のかわりに臭素化合物−臭素の組み合わせ、コバルト錯体の組み合わせでもよい。電解質がイオン性液体の場合は、特に溶媒を用いなくてもよい。電解質は、ゲル電解質、高分子電解質、固体電解質でもよく、また、電解質の代わりに有機電荷輸送物質を用いてもよい。
When the electrolyte part 12 is, for example, in the form of a solution, the electrolyte part 12 is preferably composed of an electrolyte, a solvent, and an additive.
As electrolytes, combinations of metal iodides such as lithium iodide, sodium iodide, potassium iodide, cesium iodide and iodine, and quaternary ammonium such as tetraalkylammonium iodide, pyridinium iodide, imidazolium iodide, etc. A combination of an iodine salt of the compound and iodine, or a combination of bromine compound and bromine instead of the iodine or iodine compound, or a combination of cobalt complex may be used. When the electrolyte is an ionic liquid, it is not necessary to use a solvent. The electrolyte may be a gel electrolyte, a polymer electrolyte, or a solid electrolyte, and an organic charge transport material may be used instead of the electrolyte.

電解質部分12が溶液状のものである場合の溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリルのようなニトリル系溶媒や、エチレンカーボネートのようなカーボネート系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒などが挙げられる。   Examples of the solvent in the case where the electrolyte portion 12 is in the form of a solution include nitrile solvents such as acetonitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, carbonate solvents such as ethylene carbonate, ether solvents, alcohol solvents, and the like. Can be mentioned.

電解質部分12が溶液状のものである場合、電解質溶液における電解質の濃度は、電解質の種類によっても異なるが、例えば電解質がヨウ素塩−ヨウ素の組み合わせである場合は、0.1〜5.0Mであることが好ましく、さらに好ましくは0.1〜1.0Mである。   When the electrolyte portion 12 is in the form of a solution, the concentration of the electrolyte in the electrolyte solution varies depending on the type of the electrolyte. For example, when the electrolyte is an iodine salt-iodine combination, It is preferable that it is 0.1 to 1.0M.

〔対極〕
対極16は、光電変換素子10の正極として機能するものであり、電解質を還元する機能を有する物質、例えば白金等の金属や導電性高分子、カーボン等を、ITO、FTOなどの導電性金属酸化物や金属で形成された基板上に担持することにより形成することができる。対極16は、通常、導電性の支持体や、それと同様の導電性層を有する支持体に、上記の金属やカーボン、導電性高分子よりなる導電性膜が設けられて構成されていてもよいが、十分な強度および密封性が得られるのであれば、支持体を有することは必須ではない。
[Counter electrode]
The counter electrode 16 functions as a positive electrode of the photoelectric conversion element 10, and a substance having a function of reducing an electrolyte, for example, a metal such as platinum, a conductive polymer, carbon, or the like, is oxidized with a conductive metal oxide such as ITO or FTO. It can be formed by carrying it on a substrate made of a material or metal. The counter electrode 16 may be generally configured by providing a conductive film made of the above metal, carbon, or conductive polymer on a conductive support or a support having the same conductive layer. However, it is not essential to have a support if sufficient strength and sealability can be obtained.

〔光電変換素子の製造方法〕
以上の光電変換素子10は、例えば電解質部分12が液状のものである場合は、光電極20および対極16を適宜のスペーサを介して対向配置させ、これらの光電極20および対極16間に電解質部分12を封入することにより、色素増感太陽電池を構成する光電変換素子10が得られる。
以上の光電変換素子10は、用途に応じて様々な形状で作製することが可能であり、その形状は特に限定されない。
[Method for producing photoelectric conversion element]
In the photoelectric conversion element 10 described above, for example, when the electrolyte portion 12 is in a liquid state, the photoelectrode 20 and the counter electrode 16 are disposed to face each other via an appropriate spacer, and the electrolyte portion is interposed between the photoelectrode 20 and the counter electrode 16. By encapsulating 12, the photoelectric conversion element 10 constituting the dye-sensitized solar cell is obtained.
The above photoelectric conversion element 10 can be produced in various shapes depending on the application, and the shape is not particularly limited.

この色素増感太陽電池における光電変換は、以下のように行われる。
まず、光電極20の透光性基板21を透過して入射した太陽光が、光電変換層23の半導体粒子の表面に担持された基底状態の増感色素に吸収されてこの増感色素が励起され、電子が発生される。この電子が半導体粒子に注入され、この半導体粒子に注入された電子は光電変換層23中を拡散して透明導電層21bおよび結線17を経由して対極16へ導かれる。一方、電子を失った増感色素は、電解質部分12から電子を受け取って基底状態に戻る。そして、電子を渡して酸化された電解質部分12は、対極16から電子を受け取って還元され、基の状態に戻る。以上の一連の過程により、光電変換層23と電気的に接続された透光性基板21と、対極16との間に起電力が発生する。
Photoelectric conversion in the dye-sensitized solar cell is performed as follows.
First, sunlight incident through the light-transmitting substrate 21 of the photoelectrode 20 is absorbed by the ground-state sensitizing dye supported on the surface of the semiconductor particles of the photoelectric conversion layer 23, and this sensitizing dye is excited. And electrons are generated. The electrons are injected into the semiconductor particles, and the electrons injected into the semiconductor particles are diffused through the photoelectric conversion layer 23 and guided to the counter electrode 16 through the transparent conductive layer 21 b and the connection 17. On the other hand, the sensitizing dye that has lost the electrons receives electrons from the electrolyte portion 12 and returns to the ground state. Then, the electrolyte portion 12 oxidized by passing the electrons receives the electrons from the counter electrode 16 and is reduced to return to the basic state. Through the above series of processes, an electromotive force is generated between the translucent substrate 21 electrically connected to the photoelectric conversion layer 23 and the counter electrode 16.

以上の光電変換素子10からなる色素増感太陽電池によれば、色素増感太陽電池用光電極20の光電変換層23に特定の平均粒子径の異なる2種以上の半導体粒子を用いた場合は、当該光電変換層23に含有される増感色素についていわゆる光閉じ込め効果による高い光吸収効率を達成させることができると共に、この光電変換層23にペーストを用いて特定の方法によって形成することにより、透光性基板21の透光性支持体21aがどのような材質のものであっても、すなわち例えば従来高い光吸収効率を得ることが困難であったプラスチック製基板を用いた場合であっても当該光電変換層23を高い密着性で透光性基板21上に形成することができ、その結果、プラスチック製基板を用いた場合にも、入射光量を変化させても高いレベルの光電変換効率を維持できる。   According to the dye-sensitized solar cell including the photoelectric conversion element 10 described above, when two or more kinds of semiconductor particles having different specific average particle diameters are used for the photoelectric conversion layer 23 of the photoelectrode 20 for the dye-sensitized solar cell. The sensitizing dye contained in the photoelectric conversion layer 23 can achieve high light absorption efficiency due to the so-called light confinement effect, and by forming the photoelectric conversion layer 23 using a paste by a specific method, Even if the translucent support 21a of the translucent substrate 21 is made of any material, that is, for example, when a plastic substrate that has conventionally been difficult to obtain high light absorption efficiency is used. The photoelectric conversion layer 23 can be formed on the translucent substrate 21 with high adhesion. As a result, even when a plastic substrate is used, a high level can be obtained even when the amount of incident light is changed. It can be maintained in the photoelectric conversion efficiency.

〔変形例〕
以上の光電変換素子においては、種々の変更を加えることができる。
例えば、図3に示されるように、光電変換層23の表面上に、半導体大粒子のみよりなる光散乱層25が形成されたものであってもよい。この光電変換素子10Aの光散乱層25は、例えば溶媒として水を用い、バインダーおよび有機溶剤を含有せず、半導体大粒子を含有するペーストの塗膜よりなるものとすることもできる。
光散乱層25の厚みは、例えば1〜15μmとすることができる。
このような光散乱層25が形成されてなる色素増感太陽電池用光電極20Aを有する光電変換素子10Aによれば、極めて高い光閉じ込め効果を得ることができ、その結果、極めて高い光電変換効率が達成された色素増感太陽電池を構成することができる。
[Modification]
Various changes can be made in the above photoelectric conversion element.
For example, as shown in FIG. 3, a light scattering layer 25 made only of large semiconductor particles may be formed on the surface of the photoelectric conversion layer 23. The light scattering layer 25 of the photoelectric conversion element 10A may be made of, for example, a paste coating film containing large semiconductor particles without using a binder and an organic solvent using water as a solvent.
The thickness of the light scattering layer 25 can be set to 1 to 15 μm, for example.
According to the photoelectric conversion element 10A having the dye-sensitized solar cell photoelectrode 20A formed with such a light scattering layer 25, an extremely high light confinement effect can be obtained, and as a result, an extremely high photoelectric conversion efficiency. Thus, a dye-sensitized solar cell in which is achieved can be configured.

また例えば、以上の光電変換素子を構成する色素増感太陽電池用光電極は、光電変換層が、バインダーおよび有機溶剤を含有せず、特定の半導体粒子群を含有するペーストの塗膜に増感色素を担持させた後に、ロールプレス処理することにより得られる増感色素担持加圧半導体層よりなるものであってもよい。
なお、この例の色素増感太陽電池用光電極はペーストの塗膜に増感色素を担持させた後、ロールプレス処理することにより得られるものであるが、製造工程中、ロールプレス処理の際に増感色素の剥離が発生してしまうため、ペーストの塗膜をロールプレス処理した後に増感色素を担持させて作製した第1の実施形態における光電極20に比して得られる色素増感太陽電池の性能が低い。
In addition, for example, the photoelectrode for dye-sensitized solar cell constituting the photoelectric conversion element described above has a photoelectric conversion layer that does not contain a binder and an organic solvent, and sensitizes a coating film of a paste containing a specific group of semiconductor particles. It may be composed of a pressure-sensitive semiconductor layer carrying a sensitizing dye obtained by carrying out a roll press treatment after carrying a dye.
The photoelectrode for dye-sensitized solar cell of this example is obtained by carrying out roll press treatment after carrying the sensitizing dye on the coating film of the paste. Since the sensitizing dye is peeled off, the dye sensitization obtained in comparison with the photoelectrode 20 in the first embodiment, which is produced by carrying the roll press treatment of the paste coating and supporting the sensitizing dye, is performed. The performance of the solar cell is low.

<第2の実施形態>
この例の色素増感太陽電池を構成する色素増感太陽電池用光電極は、光電変換層を構成する機能性半導体層が、ペーストの塗膜をロールプレス処理して得られる層上に、特定の半導体粒子群を含有し、バインダーおよび有機溶剤を含有しないペーストの塗膜よりなる層を1層以上形成させた多層構造であることの他は第1の実施形態と同様の構成を有するものである。
<Second Embodiment>
The photoelectrode for dye-sensitized solar cell constituting the dye-sensitized solar cell in this example is specified on the layer obtained by roll-pressing the paste coating film with the functional semiconductor layer constituting the photoelectric conversion layer. The structure is the same as that of the first embodiment except that the semiconductor particle group is a multilayer structure in which one or more layers made of a coating film of a paste not containing a binder and an organic solvent are formed. is there.

この光電変換層26(図4(c)参照。)は、具体的には、第1の実施形態における機能性半導体層23αと同様にして得られる、特定の半導体粒子群を含有するペーストの塗膜をロールプレス処理して得られる層23B(図4(a)参照。)上に、特定の半導体粒子群を含有するペーストの塗膜23C(図4(b)参照。)を1層以上形成させた機能性半導体層23βに、増感色素を担持させたものである。
ペーストの塗膜23Cは、1〜3層積層させることができる。
また、このペーストの塗膜23Cを形成させるためのペーストに含有される特定の半導体粒子群の種類や含有割合は、前記塗膜をロールプレス処理して得られる層23Bを形成させるためのペーストに含有される特定の半導体粒子群の種類や含有割合と同じであっても異なっていてもよい。
Specifically, this photoelectric conversion layer 26 (see FIG. 4C) is obtained by applying a paste containing a specific group of semiconductor particles obtained in the same manner as the functional semiconductor layer 23α in the first embodiment. One or more layers of a coating film 23C (see FIG. 4B) of a paste containing a specific semiconductor particle group are formed on a layer 23B (see FIG. 4A) obtained by roll-pressing the film. A sensitizing dye is supported on the functional semiconductor layer 23β.
The coating film 23C of paste can be laminated in 1 to 3 layers.
Moreover, the kind and content ratio of the specific semiconductor particle group contained in the paste for forming the coating film 23C of this paste are the same as the paste for forming the layer 23B obtained by roll-pressing the coating film. It may be the same as or different from the kind and content ratio of the specific semiconductor particle group contained.

この例の光電変換素子においては、塗膜をロールプレス処理して得られる層23Bの層厚が例えば1〜20μmとされ、1層のペーストの塗膜23Cの層厚が例えば1〜15μmとされる。   In the photoelectric conversion element of this example, the layer thickness of the layer 23B obtained by roll-pressing the coating film is, for example, 1 to 20 μm, and the layer thickness of the coating film 23C of one layer of paste is, for example, 1 to 15 μm. The

この色素増感太陽電池用光電極の製造方法としては、図4(a)〜(c)に示されるように、第1の実施形態において形成される光電極構造体20K、すなわち透光性支持体21a上に透明導電層21bおよび塗膜をプレス処理して得られる層23Bがこの順に形成されたものにおける当該層23B上に、ペーストの塗膜23Cを形成させた光電極構造体20Lを形成し、この光電極構造体20Lにおける機能性半導体層23βに増感色素を上述の方法などによって担持させる方法を挙げることができる。具体的には、上記の第1の実施形態における製造工程のロールプレス処理工程(4)の後に、ペーストの塗膜23Cを1〜3層形成し、その後、色素担持工程(5)を行う。   As a manufacturing method of this dye-sensitized solar cell photoelectrode, as shown in FIGS. 4A to 4C, the photoelectrode structure 20K formed in the first embodiment, that is, translucent support, is used. A photoconductive electrode structure 20L in which a coating film 23C of paste is formed is formed on the layer 23B in which a transparent conductive layer 21b and a layer 23B obtained by pressing the coating film are formed in this order on the body 21a. In addition, the functional semiconductor layer 23β in the photoelectrode structure 20L may be loaded with a sensitizing dye by the method described above. Specifically, after the roll press treatment process (4) of the manufacturing process in the first embodiment, 1 to 3 layers of the coating film 23C of the paste are formed, and then the dye carrying process (5) is performed.

透光性基板21上に塗膜をロールプレス処理して得られる層23Bを得るための当該塗膜を形成した状態において行われるロールプレス処理は、第1の実施の形態におけるロールプレス処理と同様の条件で行うことができる。すなわち、ロールプレス処理は、透光性基板21上に塗膜をロールプレス処理して得られる層23Bが形成された積層体における波長400〜800nmの光透過率が、ロールプレス処理前の値の105〜170%、より好ましくは110〜170%、特に好ましくは110〜130%となる条件で行われることが好ましい。   The roll press process performed in the state which formed the said coating film for obtaining the layer 23B obtained by roll-pressing a coating film on the translucent board | substrate 21 is the same as the roll press process in 1st Embodiment. Can be performed under the following conditions. That is, in the roll press treatment, the light transmittance at a wavelength of 400 to 800 nm in the laminate in which the layer 23B obtained by roll press treatment of the coating film on the translucent substrate 21 is the value before the roll press treatment. It is preferable to carry out under the conditions of 105 to 170%, more preferably 110 to 170%, particularly preferably 110 to 130%.

ロールプレス処理に係る圧力が高すぎる場合は、特にプラスチック製の透光性支持体を用いた場合に当該透光性支持体自体が歪んで色素増感太陽電池の性能に悪影響を及ぼすのみならず、さらに当該透光性支持体上に形成した透明導電層が破損することがあるため、好ましくない。
また、このロールプレス処理が行われることにより、機能性半導体層23βを構成する塗膜をロールプレス処理して得られる層23Bの厚みが、ロールプレス処理前の値の80〜30%となることが好ましい。
If the pressure involved in the roll press treatment is too high, the translucent support itself is distorted, particularly when a plastic translucent support is used, not only adversely affecting the performance of the dye-sensitized solar cell. Furthermore, since the transparent conductive layer formed on the translucent support may be damaged, it is not preferable.
Moreover, by performing this roll press process, the thickness of the layer 23B obtained by performing the roll press process on the coating film constituting the functional semiconductor layer 23β is 80 to 30% of the value before the roll press process. Is preferred.

また、ロールプレス処理工程後のペーストの塗膜23Cを積層させた後であって、次の色素担持工程前に、必要に応じて、機能性半導体層23βの表面処理として第1の実施の形態における場合と同様の方法によってUV−オゾン処理を行うことができる。透光性基板21の表面処理としてUV−オゾン処理を行った場合も行わなかった場合も、このUV−オゾン処理を行うことができる。
このUV−オゾン処理を施すことによって、機能性半導体層23βを構成する半導体粒子の表面を洗浄できるばかりでなく、半導体粒子の親水基を増加させて、増感色素を吸着しやすい状態とすることにもなると考えられ、結果的に、得られる色素増感太陽電池を光電変換効率の高いものとすることができる。
なお、ペースト調製工程において塩基性法などチタニア粒子の作製に使用されるTMAHが未反応物として機能性半導体層23β中に残留してしまう方法を用いた場合、UV−オゾン処理によってこのTMAHを分解して半導体粒子を表面洗浄することができる。
In addition, the first embodiment is applied as a surface treatment of the functional semiconductor layer 23β, if necessary, after laminating the coating film 23C of the paste after the roll press treatment step and before the next dye supporting step. The UV-ozone treatment can be performed by the same method as in the above. This UV-ozone treatment can be performed whether or not the UV-ozone treatment is performed as the surface treatment of the translucent substrate 21.
By performing this UV-ozone treatment, not only the surface of the semiconductor particles constituting the functional semiconductor layer 23β can be cleaned, but also the hydrophilic groups of the semiconductor particles are increased so that the sensitizing dye is easily adsorbed. As a result, the resulting dye-sensitized solar cell can have high photoelectric conversion efficiency.
In the paste preparation process, when TMAH used for producing titania particles such as a basic method remains in the functional semiconductor layer 23β as an unreacted substance, this TMAH is decomposed by UV-ozone treatment. Thus, the surface of the semiconductor particles can be cleaned.

この例の光電変換素子10Aからなる色素増感太陽電池用光電極によれば、第1の実施形態における光電変換素子10と同様の効果を得ることができる。
さらに、機能性半導体層23βが、ロールプレス処理された層23Bと、層23B上に形成された層23Cとを有することで、透光性支持体との密着性を高めつつ、電池性能をさらに向上させることができる。
According to the photoelectrode for a dye-sensitized solar cell including the photoelectric conversion element 10A of this example, the same effect as that of the photoelectric conversion element 10 in the first embodiment can be obtained.
Furthermore, the functional semiconductor layer 23β includes the layer 23B that has been roll-pressed and the layer 23C that is formed on the layer 23B, thereby further improving the battery performance while improving the adhesion to the translucent support. Can be improved.

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例1〕
(チタニア半導体粒子懸濁液の調製)
オルトチタン酸テトライソプロピル56.8gを、イオン交換水200mL中によく撹拌しながら滴下し、滴下終了後、さらに1時間撹拌を続けることで加水分解を完結させ、目的とする水酸化チタンの沈殿物を得た。沈殿物は濾紙を用いて濾別し、イオン交換水で十分に洗浄した。
5.8gのテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を溶解させたイオン交換水にこの沈殿物を加え、さらにイオン交換水を追加して試料の全量を160gとした。
この試料を、140℃で4時間加熱還流を行った後、ガラスフィルターでマイクロクリスタルを除去することで、白濁半透明なコロイド溶液を得た。
得られたコロイド溶液を密閉したオートクレーブ容器に移し260℃で8時間水熱合成を行い、この水熱合成後、エバポレーターを用いてコロイド溶液の溶媒をエタノールに置換した後、超音波分散の処理を行い、平均粒子径20nmのアナターゼ結晶型のチタニア粒子〔A〕を含むエタノール懸濁液〔A〕を得た(以上の操作を「半導体粒子懸濁液の調製操作」という。)。
なお、TMAHが分解して生成されるトリメチルアミンは、コロイド溶液の溶媒をエタノールに置換する操作の際にほぼ全量除去される。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
[Example 1]
(Preparation of titania semiconductor particle suspension)
Tetraisopropyl orthotitanate (56.8 g) was dropped into 200 mL of ion-exchanged water with good stirring, and after completion of the dropping, the stirring was further continued for 1 hour to complete the hydrolysis, and the target titanium hydroxide precipitate was obtained. Got. The precipitate was filtered off using filter paper and washed thoroughly with ion exchange water.
This precipitate was added to ion-exchanged water in which 5.8 g of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) was dissolved, and ion-exchanged water was further added to make the total amount of the sample 160 g.
This sample was heated to reflux at 140 ° C. for 4 hours, and then the microcrystal was removed with a glass filter to obtain a cloudy translucent colloidal solution.
The resulting colloidal solution is transferred to a sealed autoclave container and hydrothermal synthesis is performed at 260 ° C. for 8 hours. After this hydrothermal synthesis, the solvent of the colloidal solution is replaced with ethanol using an evaporator, and then ultrasonic dispersion treatment is performed. Then, an ethanol suspension [A] containing anatase crystal-type titania particles [A] having an average particle diameter of 20 nm was obtained (the above operation is referred to as “semiconductor particle suspension preparation operation”).
The trimethylamine produced by the decomposition of TMAH is almost completely removed during the operation of replacing the solvent of the colloidal solution with ethanol.

この半導体粒子懸濁液の調製操作において、TMAHの添加量を1.5gとしたことの他は同様にして、平均粒子径100nmのアナターゼ結晶型のチタニア粒子〔B〕を含むエタノール懸濁液〔B〕を得た。
なお、エタノール懸濁液〔A〕、〔B〕に含有されるチタニア粒子について、エタノール懸濁液をスライドガラス上にドクターブレード法で塗布・乾燥後、XRDパターンを測定し、得られたXRDパターンから半価幅を求め、Scherrerの式(D=K×λ/βcosθ)を用いることにより、平均粒子径を算出し、かつ、チタニア粒子の結晶型を確認した。ただし、式中、Dは結晶子の長さ、βは半価幅、θは回折角、K=0.94、λ=1.5418である。
チタニア粒子〔A〕およびチタニア粒子〔B〕は、その結晶型がほぼ100%アナターゼ結晶型であり、ルチル結晶型の存在は確認されなかった。
なお、Scherrerの式は、平均粒子径が50nmを超える場合は誤差が大きくなるため、平均粒子径が50nmを超えた場合は、次の方法を用いた。すなわち、エタノール懸濁液をスライドガラス上にドクターブレード法で塗布・乾燥後、SEMを用いて撮像し、画像に得られた、粒子の粒子半径の算出平均を取ることで平均粒子径とした。
In the operation of preparing the semiconductor particle suspension, an ethanol suspension containing anatase crystal-type titania particles [B] having an average particle diameter of 100 nm is used except that the amount of TMAH added is 1.5 g. B] was obtained.
For titania particles contained in ethanol suspensions [A] and [B], the ethanol suspension was applied on a slide glass by a doctor blade method and dried, then the XRD pattern was measured, and the obtained XRD pattern The half width was obtained from the above, and the average particle diameter was calculated by using the Scherrer equation (D = K × λ / βcos θ), and the crystal form of the titania particles was confirmed. However, in the formula, D is the length of the crystallite, β is the half width, θ is the diffraction angle, K = 0.94, and λ = 1.5418.
The titania particles [A] and titania particles [B] were almost 100% anatase crystal form, and the presence of the rutile crystal form was not confirmed.
The Scherrer equation has a large error when the average particle diameter exceeds 50 nm. Therefore, when the average particle diameter exceeds 50 nm, the following method was used. That is, an ethanol suspension was applied onto a slide glass by a doctor blade method and dried, then imaged using an SEM, and an average particle diameter was obtained by taking a calculated average of particle radii obtained in the image.

(光電変換層形成用水性ペーストの調製)
これら2種類のエタノール懸濁液〔A〕,〔B〕について、各々のチタニア粒子の濃度を、まず、るつぼの質量(W)を電子天秤で秤り、その後、るつぼにエタノール懸濁液を取り、るつぼとエタノール懸濁液の総質量(W1)を秤り、これを電気炉内に入れ、150℃で2時間保持してエタノール懸濁液の溶媒を完全に除去し、次いで、再び質量(W2)を秤り、式{チタニア粒子の濃度(wt%)=(W2−W)/(W1−W)×100}から求めた。
そして、それぞれの濃度に基づいて、チタニア粒子〔A〕およびチタニア粒子〔B〕が重量比で7:3となるように混合し、この混合液を再びエバポレーターを用いて溶媒をほぼ完全に水で置換した上で濃縮することにより、最終的に、チタニア粒子の濃度が10wt%であって水を媒体とする光電変換層形成用ペースト〔1〕を得た。
(Preparation of aqueous paste for photoelectric conversion layer formation)
For these two types of ethanol suspensions [A] and [B], the concentration of each titania particle is first measured by the weight (W) of the crucible with an electronic balance, and then the ethanol suspension is taken into the crucible. , Weigh the total mass (W1) of the crucible and the ethanol suspension, put it in an electric furnace and hold at 150 ° C. for 2 hours to completely remove the solvent of the ethanol suspension, and then again mass ( W2) was weighed and calculated from the formula {concentration of titania particles (wt%) = (W2-W) / (W1-W) × 100}.
Then, based on the respective concentrations, the titania particles [A] and the titania particles [B] are mixed so that the weight ratio is 7: 3, and this mixed solution is again almost completely watered using an evaporator. By substituting and concentrating, a photoelectric conversion layer forming paste [1] having a titania particle concentration of 10 wt% and water as a medium was finally obtained.

この光電変換層形成用水性ペースト〔1〕を、ドクターブレード法により、シート抵抗13Ω/□(Ω/cm)のITO/PEN(ポリエチレンナフタレート)基板(王子トービ製)よりなる透光性基板に、0.5cm×0.5cmの大きさの作用極領域に塗布した後、室温で乾燥させて塗膜を得、この塗膜に対して、ロールプレス処理には、金属ロールを用いた、ロールプレス機を使用した。ロールプレス機を用い、所定のプレス圧の直径25cmのロールプレスを1rpmでロールプレス処理を行った。ロールプレスの圧力はクリアランスを調整し、感圧フィルム(「プレスケール、富士フィルム社製」)を用い、加重を確認した。なお、感圧フィルムは、チタニア塗布膜が形成されていない基板面に配置した。プレス圧力は、ロールクリアランスを調整して感圧フィルムで実測プレス加重を確認しながら設定した。このペーストを圧力100MPaで両面からロールプレス処理を行い、透光性基板上に機能性半導体層が形成された光電極構造体を得た。 A translucent substrate made of an ITO / PEN (polyethylene naphthalate) substrate (manufactured by Oji Tobi) having a sheet resistance of 13 Ω / □ (Ω / cm 2 ) is obtained from the aqueous paste [1] for forming a photoelectric conversion layer by a doctor blade method. In addition, after applying to a working electrode region of 0.5 cm × 0.5 cm in size, it was dried at room temperature to obtain a coating film, a metal roll was used for the roll press treatment, A roll press was used. Using a roll press machine, a roll press treatment with a predetermined press pressure and a diameter of 25 cm was performed at 1 rpm. The pressure of the roll press adjusted the clearance, and the pressure was confirmed using a pressure-sensitive film (“Prescale, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.”). In addition, the pressure sensitive film was arrange | positioned on the board | substrate surface in which the titania coating film is not formed. The press pressure was set while adjusting the roll clearance and confirming the actual press load with a pressure sensitive film. This paste was roll-pressed from both sides at a pressure of 100 MPa to obtain a photoelectrode structure in which a functional semiconductor layer was formed on a translucent substrate.

このロールプレス処理を行うことにより、機能性半導体層における波長400〜800nmの光透過率は、ロールプレス処理前の値に対して110%増加し、層厚は70%に減少し、6μmであった。セル実効面積については、デジタルマイクロスコープおよび校正スケールを用い、有効数字4桁での補正を行った。この光電極構造体の波長200〜900nmの透過率の測定結果をロールプレス処理前後のサンプルにおいて行った。なお、透過率測定はU−4000(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて行った。また、膜厚測定は触針式表面形状測定器DEKTAK(ULVAC製)を用いて行った。   By performing this roll press treatment, the light transmittance at a wavelength of 400 to 800 nm in the functional semiconductor layer is increased by 110% with respect to the value before the roll press treatment, and the layer thickness is reduced to 70%, which is 6 μm. It was. The cell effective area was corrected with four significant figures using a digital microscope and a calibration scale. The measurement result of the transmittance of this photoelectrode structure at a wavelength of 200 to 900 nm was performed on the samples before and after the roll press treatment. The transmittance measurement was performed using U-4000 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The film thickness was measured using a stylus type surface shape measuring device DEKTAK (manufactured by ULVAC).

ロールプレス処理後に、基板上に形成した塗膜の千倍および2万倍のSEM写真を観察したところ、図5に示すように、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡が確認された。
さらに、ロールプレス処理の前後における機能性半導体層の膜厚を計測し、原子力間顕微鏡(AFM)を用いて、機能性半導体層の表面粗さRaを測定した。測定手順は以下の通りである。
まず、機能性半導体層表面のうち、一辺が10μmの正方形の領域をAFMで測定する。このとき、ロールプレス処理方向と当該正方形領域の一辺とが平行または略平行となるようにする。
この正方形領域300を、図7に示すように、ロールプレス方向に延び、幅がそれぞれ3μm、4μm、3μmの帯状領域310、320、および330に分け、各帯状領域310、320、330においてAFMを用いて表面粗さRaを算出する。得られた表面粗さRaの値を合計して3で除した値を第一の方向の表面粗さRaとする。
次に、正方形領域300を、図8に示すように、ロールプレス方向と直交する方向に延び、幅がそれぞれ3μm、4μm、3μmの帯状領域410、420、および430に分け、各帯状領域410、420、430においてAFMを用いて表面粗さRaを算出する。得られた表面粗さRaの値を合計して3で除した値を第二の方向の表面粗さRaとする。
そして、第二の方向の表面粗さRaを第一の方向の表面粗さRaで除して表面粗さ比率を算出した。
その結果、表面粗さ比率は、35.0nm/19.3nm=1.81であり、第二の方向と第一の方向とで表面粗さRaの異方性が確認された。
なお、本発明における表面粗さRaの定義は、ASME B46.1中に記載のImg.Raに準拠した。
After the roll press treatment, a 1,000 times and 20,000 times SEM photograph of the coating film formed on the substrate was observed, and as shown in FIG. 5, a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction was confirmed.
Furthermore, the film thickness of the functional semiconductor layer before and after the roll press treatment was measured, and the surface roughness Ra of the functional semiconductor layer was measured using an atomic force microscope (AFM). The measurement procedure is as follows.
First, a square region having a side of 10 μm on the surface of the functional semiconductor layer is measured by AFM. At this time, the roll press processing direction and one side of the square region are made parallel or substantially parallel.
As shown in FIG. 7, the square region 300 extends in the roll press direction and is divided into strip regions 310, 320, and 330 each having a width of 3 μm, 4 μm, and 3 μm, and the AFM is formed in each of the strip regions 310, 320, and 330. Use to calculate the surface roughness Ra. The value obtained by summing the values of the obtained surface roughness Ra and dividing by 3 is defined as the surface roughness Ra in the first direction.
Next, as shown in FIG. 8, the square region 300 extends in a direction orthogonal to the roll press direction and is divided into strip regions 410, 420, and 430 having a width of 3 μm, 4 μm, and 3 μm, respectively. At 420 and 430, the surface roughness Ra is calculated using AFM. The value obtained by summing the values of the obtained surface roughness Ra and dividing by 3 is defined as the surface roughness Ra in the second direction.
Then, the surface roughness ratio was calculated by dividing the surface roughness Ra in the second direction by the surface roughness Ra in the first direction.
As a result, the surface roughness ratio was 35.0 nm / 19.3 nm = 1.81, and anisotropy of the surface roughness Ra was confirmed in the second direction and the first direction.
In addition, the definition of surface roughness Ra in this invention is Img. Conforms to Ra.

(増感色素の担持・光電極の作製)
一方、増感色素としてシス−ビス(イソチオシアナート)−ビス(2,2’−ジピリジル−4,4’−ジカルボン酸)−ルテニウム(II)ビス−テトラブチルアンモニウムを用い、エタノール中に0.2mMの濃度で溶解させて色素溶液を得、この色素溶液中に上記の機能性半導体層を形成させた光電極構造体を24時間浸漬させ、機能性半導体層に増感色素が担持された光電極〔1〕を得た。
なお、この光電極〔1〕について上記と同様にしてSEM観察を行ったところ、ロールプレス処理後のSEM観察において確認されたロールプレス痕跡が同様に観察された。
(Supporting sensitizing dyes and production of photoelectrodes)
On the other hand, cis-bis (isothiocyanato) -bis (2,2′-dipyridyl-4,4′-dicarboxylic acid) -ruthenium (II) bis-tetrabutylammonium was used as the sensitizing dye, and was added to the ethanol in an amount of 0. A dye solution is obtained by dissolving at a concentration of 2 mM, and the photoelectrode structure on which the functional semiconductor layer is formed is immersed in the dye solution for 24 hours, and light in which the sensitizing dye is supported on the functional semiconductor layer. An electrode [1] was obtained.
In addition, when this SEM observation was performed similarly to the above about this photoelectrode [1], the roll press trace confirmed in the SEM observation after a roll press process was observed similarly.

(色素増感太陽電池の作製)
電解質溶液として、ヨウ素、ヨウ化リチウム、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムアイオダイドおよびt−ブチルピリジンが溶解されたアセトニトリル溶液を用いた。これらはそれぞれ0.05M、0.1M、0.6Mおよび0.5Mになるよう窒素雰囲気下でアセトニトリルに溶解されたものである。
対極としては、100μmの厚みのTi板に白金が蒸着されたものを用いた。
上記の光電極〔1〕に、厚さ50μmの絶縁スペーサ、対極の順に組み合わせ、光電極〔1〕と対極との間にマイクロシリンジで電解質溶液を注入することにより、色素増感太陽電池〔1〕を作製した。
(Preparation of dye-sensitized solar cell)
As the electrolyte solution, an acetonitrile solution in which iodine, lithium iodide, 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide and t-butylpyridine were dissolved was used. These were dissolved in acetonitrile under a nitrogen atmosphere to be 0.05M, 0.1M, 0.6M and 0.5M, respectively.
As a counter electrode, a Ti plate having a thickness of 100 μm and platinum deposited thereon was used.
The above-described photoelectrode [1] is combined with an insulating spacer having a thickness of 50 μm and a counter electrode in this order, and an electrolyte solution is injected between the photoelectrode [1] and the counter electrode with a microsyringe, whereby a dye-sensitized solar cell [1] ] Was produced.

(色素増感太陽電池の性能評価)
この色素増感太陽電池〔1〕に、「ソーラーシミュレータ」(ペクセル社製)を用いて、AM1.5、100mW/cmの擬似太陽光を照射しながら「2400型ソースメータ」(KEITHLEY社製)を用いてI−V特性を測定して短絡電流、開放電圧、形状因子ffの値を得ると共に、これらの値を用いて下記式(1)により、光電変換効率を算出した。
式(1);光電変換効率(%)=[短絡電流値(mA/cm)×開放電圧値(V)×{形状因子ff/入射光(100mW/cm)}]×100
(Performance evaluation of dye-sensitized solar cells)
This dye-sensitized solar cell [1] is irradiated with simulated sunlight of AM1.5, 100 mW / cm 2 using a “solar simulator” (Peccell), “2400 type source meter” (manufactured by KEITHLEY) ) Were used to measure the IV characteristics to obtain the values of the short circuit current, the open circuit voltage, and the shape factor ff, and the photoelectric conversion efficiency was calculated by the following formula (1) using these values.
Formula (1); photoelectric conversion efficiency (%) = [short circuit current value (mA / cm 2 ) × open circuit voltage value (V) × {form factor ff / incident light (100 mW / cm 2 )}] × 100

〔実施例2〕
チタニア粒子〔A〕のみのペーストを用いた他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔2〕を得、この色素増感太陽電池〔2〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。
この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行い、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡を確認した。
また、実施例1と同様の手順で表面粗さRaを測定し、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
表面粗さRa測定の結果、表面粗さ比率は、34.1nm/17.5nm=1.95であり、第二の方向と第一の方向とで表面粗さRaの異方性が確認された。
[Example 2]
A dye-sensitized solar cell [2] was obtained in the same manner as in Example 1 except that a paste containing only titania particles [A] was used, and this dye-sensitized solar cell [2] was short-circuited in the same manner as in Example 1. The values of open circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained.
At this time, the obtained functional semiconductor layer was subjected to surface observation using SEM, and a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction was confirmed.
Further, the surface roughness Ra was measured in the same procedure as in Example 1, and the transmittance with respect to the wavelength and the film thickness before and after the press treatment in the functional semiconductor were measured.
As a result of measuring the surface roughness Ra, the surface roughness ratio is 34.1 nm / 17.5 nm = 1.95, and the anisotropy of the surface roughness Ra was confirmed in the second direction and the first direction. It was.

〔実施例3〕
チタニア粒子〔A〕およびチタニア粒子〔B〕が重量比で6:4となるように混合したペーストを用いた他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔3〕を得、この色素増感太陽電池〔3〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。
この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行い、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡を確認した。
また、実施例1と同様の手順で表面粗さRaを測定し、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
表面粗さRa測定の結果、表面粗さ比率は、13.7nm/9.0nm=1.52であり、第二の方向と第一の方向とで表面粗さRaの異方性が確認された。
Example 3
A dye-sensitized solar cell [3] was obtained in the same manner as in Example 1 except that a paste in which titania particles [A] and titania particles [B] were mixed so that the weight ratio was 6: 4 was used. For the sensitized solar cell [3], the values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained in the same manner as in Example 1.
At this time, the obtained functional semiconductor layer was subjected to surface observation using SEM, and a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction was confirmed.
Further, the surface roughness Ra was measured in the same procedure as in Example 1, and the transmittance with respect to the wavelength and the film thickness before and after the press treatment in the functional semiconductor were measured.
As a result of measuring the surface roughness Ra, the surface roughness ratio is 13.7 nm / 9.0 nm = 1.52, and the anisotropy of the surface roughness Ra is confirmed in the second direction and the first direction. It was.

〔実施例4〕
ITO/PEN基板の代わりにITO/PETを用いたことの他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔4〕を得、この色素増感太陽電池〔4〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。
この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行い、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡を確認した。
また、実施例1と同様の手順で表面粗さRaを測定し、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
表面粗さRa測定の結果、表面粗さ比率は、23.9nm/18.8nm=1.27であり、第二の方向と第一の方向とで表面粗さRaの異方性が確認された。
Example 4
A dye-sensitized solar cell [4] was obtained in the same manner as in Example 1 except that ITO / PET was used instead of the ITO / PEN substrate, and this dye-sensitized solar cell [4] was the same as in Example 1. Thus, values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained.
At this time, the obtained functional semiconductor layer was subjected to surface observation using SEM, and a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction was confirmed.
Further, the surface roughness Ra was measured in the same procedure as in Example 1, and the transmittance with respect to the wavelength and the film thickness before and after the press treatment in the functional semiconductor were measured.
As a result of the surface roughness Ra measurement, the surface roughness ratio is 23.9 nm / 18.8 nm = 1.27, and the anisotropy of the surface roughness Ra was confirmed in the second direction and the first direction. It was.

〔実施例5〕
作用極領域を0.5cm×4.5cmとしたことの他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔5〕を得、この色素増感太陽電池〔5〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。
この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行い、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡を確認した。
また、実施例1と同様の手順で表面粗さRaを測定し、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
表面粗さRa測定の結果、表面粗さ比率は、25.5nm/16.6nm=1.54であり、第二の方向と第一の方向とで表面粗さRaの異方性が確認された。
Example 5
A dye-sensitized solar cell [5] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the working electrode region was 0.5 cm × 4.5 cm. This dye-sensitized solar cell [5] was the same as in Example 1. Thus, values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained.
At this time, the obtained functional semiconductor layer was subjected to surface observation using SEM, and a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction was confirmed.
Further, the surface roughness Ra was measured in the same procedure as in Example 1, and the transmittance with respect to the wavelength and the film thickness before and after the press treatment in the functional semiconductor were measured.
As a result of measuring the surface roughness Ra, the surface roughness ratio is 25.5 nm / 16.6 nm = 1.54, and the anisotropy of the surface roughness Ra was confirmed in the second direction and the first direction. It was.

〔実施例6〕
ペーストに市販のペースト「PECC−K01」(ペクセル社製)を用いたことの他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔6〕を得、この色素増感太陽電池〔6〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。
この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行い、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡を確認した。
また、実施例1と同様の手順で表面粗さRaを測定し、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
表面粗さRa測定の結果、表面粗さ比率は、30.0nm/16.4nm=1.83であり、第二の方向と第一の方向とで表面粗さRaの異方性が確認された。
実施例1から6のデータを表1に示す。
Example 6
A dye-sensitized solar cell [6] was obtained in the same manner as in Example 1 except that a commercially available paste “PECC-K01” (manufactured by Pexel) was used as the paste. About this dye-sensitized solar cell [6] In the same manner as in Example 1, values of short circuit current, open circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained.
At this time, the obtained functional semiconductor layer was subjected to surface observation using SEM, and a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction was confirmed.
Further, the surface roughness Ra was measured in the same procedure as in Example 1, and the transmittance with respect to the wavelength and the film thickness before and after the press treatment in the functional semiconductor were measured.
As a result of measuring the surface roughness Ra, the surface roughness ratio is 30.0 nm / 16.4 nm = 1.83, and the anisotropy of the surface roughness Ra is confirmed in the second direction and the first direction. It was.
The data of Examples 1 to 6 are shown in Table 1.

〔比較例A−1〕
ロールプレス処理の代わりに、平プレス処理には、ミニテストプレス−10(東洋精機製)を使用した。5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)、感圧フィルム(「プレスケール」、富士フィルム社製)、透光性基板、フッ素離型フィルム、及び5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)を順次積層し、上から「コーネックスフェルト」/「感圧フィルム」/「フッ素離型フィルム」/チタニア塗布ITO−PEN基板/「コーネックスフェルト」の層構成とした積層体を得た。この積層体を、感圧フィルムで実測プレス加重を確認しながら60秒間プレスした。このときの加重は圧力100MPaであった。
ロールプレス処理に代えて平プレス処理を行ったことの他は実施例1と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔A−1〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔A−1〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、図6に示す拡大写真のように、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
[Comparative Example A-1]
Instead of the roll press treatment, Mini Test Press-10 (manufactured by Toyo Seiki) was used for the flat press treatment. 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont), pressure-sensitive film ("Prescale", manufactured by Fuji Film), translucent substrate, fluorine release film, and 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont) Laminates were sequentially laminated to obtain a layered structure of “Conex felt” / “Pressure sensitive film” / “Fluorine release film” / Titania-coated ITO-PEN substrate / “Conex felt”. This laminate was pressed for 60 seconds while confirming the actual press load with a pressure-sensitive film. The load at this time was a pressure of 100 MPa.
A comparative dye-sensitized solar cell [A-1] was obtained in the same manner as in Example 1 except that flat press processing was performed instead of roll press processing, and this comparative dye-sensitized solar cell [A-1] In the same manner as in Example 1, values of short circuit current, open circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained. At this time, when the surface of the obtained functional semiconductor layer was observed using an SEM, a trace extending in a specific direction like a roll press trace was recognized as in the enlarged photograph shown in FIG. There wasn't. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength in a functional semiconductor and the film thickness before and behind a press process were measured.

〔比較例A−2〕
ロールプレス処理の代わりに、平プレス処理には、ミニテストプレス−10(東洋精機製)を使用した。5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)、感圧フィルム(「プレスケール」、富士フィルム社製)、透光性基板、フッ素離型フィルム、及び5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)を順次積層し、上から「コーネックスフェルト」/「感圧フィルム」/「フッ素離型フィルム」/チタニア塗布ITO−PEN基板/「コーネックスフェルト」の層構成とした積層体を得た。この積層体を、感圧フィルムで実測プレス加重を確認しながら60秒間プレスした。このときの加重は圧力100MPaであった。
ロールプレス処理に代えて平プレス処理を行ったことの他は実施例2と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔A−2〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔A−2〕について実施例2と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
[Comparative Example A-2]
Instead of the roll press treatment, Mini Test Press-10 (manufactured by Toyo Seiki) was used for the flat press treatment. 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont), pressure-sensitive film ("Prescale", manufactured by Fuji Film), translucent substrate, fluorine release film, and 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont) Laminates were sequentially laminated to obtain a layered structure of “Conex felt” / “Pressure sensitive film” / “Fluorine release film” / Titania-coated ITO-PEN substrate / “Conex felt”. This laminate was pressed for 60 seconds while confirming the actual press load with a pressure-sensitive film. The load at this time was a pressure of 100 MPa.
A comparative dye-sensitized solar cell [A-2] was obtained in the same manner as in Example 2 except that flat press processing was performed instead of roll press processing, and this comparative dye-sensitized solar cell [A-2] -2] were obtained in the same manner as in Example 2 to obtain values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength in a functional semiconductor and the film thickness before and behind a press process were measured.

〔比較例A−3〕
ロールプレス処理の代わりに、平プレス処理には、ミニテストプレス−10(東洋精機製)を使用した。5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)、感圧フィルム(「プレスケール」、富士フィルム社製)、透光性基板、フッ素離型フィルム、及び5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)を順次積層し、上から「コーネックスフェルト」/「感圧フィルム」/「フッ素離型フィルム」/チタニア塗布ITO−PEN基板/「コーネックスフェルト」の層構成とした積層体を得た。この積層体を、感圧フィルムで実測プレス加重を確認しながら60秒間プレスした。このときの加重は圧力100MPaであった。
ロールプレス処理に代えて平プレス処理を行ったことの他は実施例2と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔A−3〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔A−3〕について実施例3と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
[Comparative Example A-3]
Instead of the roll press treatment, Mini Test Press-10 (manufactured by Toyo Seiki) was used for the flat press treatment. 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont), pressure-sensitive film ("Prescale", manufactured by Fuji Film), translucent substrate, fluorine release film, and 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont) Laminates were sequentially laminated to obtain a layered structure of “Conex felt” / “Pressure sensitive film” / “Fluorine release film” / Titania-coated ITO-PEN substrate / “Conex felt”. This laminate was pressed for 60 seconds while confirming the actual press load with a pressure-sensitive film. The load at this time was a pressure of 100 MPa.
A comparative dye-sensitized solar cell [A-3] was obtained in the same manner as in Example 2 except that flat press processing was performed instead of roll press processing, and this comparative dye-sensitized solar cell [A-3] −3] were obtained in the same manner as in Example 3 to obtain values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength in a functional semiconductor and the film thickness before and behind a press process were measured.

〔比較例A−4〕
ロールプレス処理の代わりに、平プレス処理には、ミニテストプレス−10(東洋精機製)を使用した。5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)、感圧フィルム(「プレスケール」、富士フィルム社製)、透光性基板、フッ素離型フィルム、及び5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)を順次積層し、上から「コーネックスフェルト」/「感圧フィルム」/「フッ素離型フィルム」/チタニア塗布ITO−PEN基板/「コーネックスフェルト」の層構成とした積層体を得た。この積層体を、感圧フィルムで実測プレス加重を確認しながら60秒間プレスした。このときの加重は圧力100MPaであった。
ロールプレス処理に代えて平プレス処理を行ったことの他は実施例4と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔A−4〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔A−4〕について実施例4と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
〔比較例A−5〕
ロールプレス処理の代わりに、平プレス処理には、ミニテストプレス−10(東洋精機製)を使用した。5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)、感圧フィルム(「プレスケール」、富士フィルム社製)、透光性基板、フッ素離型フィルム、及び5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)を順次積層し、上から「コーネックスフェルト」/「感圧フィルム」/「フッ素離型フィルム」/チタニア塗布ITO−PEN基板/「コーネックスフェルト」の層構成とした積層体を得た。この積層体を、感圧フィルムで実測プレス加重を確認しながら60秒間プレスした。このときの加重は圧力100MPaであった。
ロールプレス処理に代えて平プレス処理を行ったことの他は実施例5と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔A−5〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔A−5〕について実施例5と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
[Comparative Example A-4]
Instead of the roll press treatment, Mini Test Press-10 (manufactured by Toyo Seiki) was used for the flat press treatment. 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont), pressure-sensitive film ("Prescale", manufactured by Fuji Film), translucent substrate, fluorine release film, and 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont) Laminates were sequentially laminated to obtain a layered structure of “Conex felt” / “Pressure sensitive film” / “Fluorine release film” / Titania-coated ITO-PEN substrate / “Conex felt”. This laminate was pressed for 60 seconds while confirming the actual press load with a pressure-sensitive film. The load at this time was a pressure of 100 MPa.
A comparative dye-sensitized solar cell [A-4] was obtained in the same manner as in Example 4 except that flat press processing was performed instead of roll press processing, and this comparative dye-sensitized solar cell [A-4] -4] was obtained in the same manner as in Example 4 to obtain values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength in a functional semiconductor and the film thickness before and behind a press process were measured.
[Comparative Example A-5]
Instead of the roll press treatment, Mini Test Press-10 (manufactured by Toyo Seiki) was used for the flat press treatment. 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont), pressure-sensitive film ("Prescale", manufactured by Fuji Film), translucent substrate, fluorine release film, and 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont) Laminates were sequentially laminated to obtain a layered structure of “Conex felt” / “Pressure sensitive film” / “Fluorine release film” / Titania-coated ITO-PEN substrate / “Conex felt”. This laminate was pressed for 60 seconds while confirming the actual press load with a pressure-sensitive film. The load at this time was a pressure of 100 MPa.
A comparative dye-sensitized solar cell [A-5] was obtained in the same manner as in Example 5 except that flat press processing was performed instead of roll press processing, and this comparative dye-sensitized solar cell [A-5] −5] In the same manner as in Example 5, values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength in a functional semiconductor and the film thickness before and behind a press process were measured.

〔比較例A−6〕
ロールプレス処理の代わりに、平プレス処理には、ミニテストプレス−10(東洋精機製)を使用した。5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)、感圧フィルム(「プレスケール」、富士フィルム社製)、透光性基板、フッ素離型フィルム、及び5mmのコーネックスフェルト(デュポン株式会社製)を順次積層し、上から「コーネックスフェルト」/「感圧フィルム」/「フッ素離型フィルム」/チタニア塗布ITO−PEN基板/「コーネックスフェルト」の層構成とした積層体を得た。この積層体を、感圧フィルムで実測プレス加重を確認しながら60秒間プレスした。このときの加重は圧力100MPaであった。
ロールプレス処理に代えて平プレス処理を行ったことの他は実施例6と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔A−6〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔A−6〕について実施例6と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
比較例A−1からA−6のデータを表2に示す。
[Comparative Example A-6]
Instead of the roll press treatment, Mini Test Press-10 (manufactured by Toyo Seiki) was used for the flat press treatment. 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont), pressure-sensitive film ("Prescale", manufactured by Fuji Film), translucent substrate, fluorine release film, and 5mm Cornex felt (manufactured by DuPont) Laminates were sequentially laminated to obtain a layered structure of “Conex felt” / “Pressure sensitive film” / “Fluorine release film” / Titania-coated ITO-PEN substrate / “Conex felt”. This laminate was pressed for 60 seconds while confirming the actual press load with a pressure-sensitive film. The load at this time was a pressure of 100 MPa.
A comparative dye-sensitized solar cell [A-6] was obtained in the same manner as in Example 6 except that flat press processing was performed instead of roll press processing, and this comparative dye-sensitized solar cell [A-6] −6] In the same manner as in Example 6, values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength in a functional semiconductor and the film thickness before and behind a press process were measured.
The data of Comparative Examples A-1 to A-6 are shown in Table 2.

〔比較例C−1〕
塗膜に対してロールプレス処理を行わず、150℃で10分間、加熱処理を行ったことの他は実施例1と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔C−1〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔C−1〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、実施例1と同様の手順で表面粗さRaを測定し、機能性半導体における波長に対する透過率と膜厚を測定した。ただし、表面粗さRaの測定においては、ロールプレス処理を行っていないため、正方形領域を任意の位置に設定し、表面粗さRaの測定値が小さい方の方向を第一の方向とした。
表面粗さRa測定の結果、表面粗さ比率は、45.0nm/42.4nm=1.06であり、第二の方向と第一の方向とで表面粗さRaの異方性は認められなかった。
[Comparative Example C-1]
A comparative dye-sensitized solar cell [C-1] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating film was not subjected to roll press treatment and heated at 150 ° C. for 10 minutes. For this comparative dye-sensitized solar cell [C-1], the values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained in the same manner as in Example 1. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Further, the surface roughness Ra was measured in the same procedure as in Example 1, and the transmittance and film thickness with respect to the wavelength in the functional semiconductor were measured. However, in the measurement of the surface roughness Ra, since the roll press process was not performed, the square region was set at an arbitrary position, and the direction in which the measured value of the surface roughness Ra was smaller was set as the first direction.
As a result of measuring the surface roughness Ra, the surface roughness ratio is 45.0 nm / 42.4 nm = 1.06, and anisotropy of the surface roughness Ra is recognized between the second direction and the first direction. There wasn't.

〔比較例C−2〕
塗膜に対してロールプレス処理を行わず、150℃で10分間、加熱処理を行ったことの他は実施例2と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔C−2〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔C−2〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、比較例C−1と同様の手順で表面粗さRaを測定し、機能性半導体における波長に対する透過率と膜厚を測定した。
表面粗さRa測定の結果、表面粗さ比率は、45.3nm/43.0nm=1.05であり、第二の方向と第一の方向とで表面粗さRaの異方性は認められなかった。
[Comparative Example C-2]
A comparative dye-sensitized solar cell [C-2] was obtained in the same manner as in Example 2 except that the coating film was not roll-pressed and heated at 150 ° C. for 10 minutes. For this comparative dye-sensitized solar cell [C-2], the values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained in the same manner as in Example 1. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Further, the surface roughness Ra was measured in the same procedure as in Comparative Example C-1, and the transmittance and film thickness with respect to the wavelength in the functional semiconductor were measured.
As a result of measuring the surface roughness Ra, the surface roughness ratio is 45.3 nm / 43.0 nm = 1.05, and anisotropy of the surface roughness Ra is recognized between the second direction and the first direction. There wasn't.

〔比較例C−3〕
塗膜に対してロールプレス処理を行わず、150℃で10分間、加熱処理を行ったことの他は実施例6と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔C−3〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔C−3〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率と膜厚を測定した。
比較例C−1からC−3のデータを表3に示す。
[Comparative Example C-3]
A comparative dye-sensitized solar cell [C-3] was obtained in the same manner as in Example 6 except that the coating film was not subjected to roll press treatment and heated at 150 ° C. for 10 minutes. For this comparative dye-sensitized solar cell [C-3], the values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained in the same manner as in Example 1. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength and film thickness in a functional semiconductor were measured.
Table 3 shows data of Comparative Examples C-1 to C-3.

〔比較例D−1〕
塗膜に対してプレス処理および加熱処理を行わず、常温で10分間保持した他は実施例1と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔D−1〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔D−1〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率と膜厚を測定した。
[Comparative Example D-1]
A comparative dye-sensitized solar cell [D-1] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating film was not subjected to press treatment and heat treatment and held at room temperature for 10 minutes. About the sensitized solar cell [D-1], it carried out similarly to Example 1, and obtained the value of the short circuit current, the open circuit voltage, the shape factor ff, and the photoelectric conversion efficiency. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength and film thickness in a functional semiconductor were measured.

〔比較例D−2〕
塗膜に対してプレス処理および加熱処理を行わず、常温で10分間保持した他は実施例2と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔D−2〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔D−2〕について実施例2と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率と膜厚を測定した。
[Comparative Example D-2]
A comparative dye-sensitized solar cell [D-2] was obtained in the same manner as in Example 2 except that the coating film was not pressed and heated for 10 minutes at room temperature, and this comparative dye was obtained. About the sensitized solar cell [D-2], it carried out similarly to Example 2, and obtained the value of the short circuit current, the open circuit voltage, the shape factor ff, and the photoelectric conversion efficiency. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength and film thickness in a functional semiconductor were measured.

〔比較例D−3〕
塗膜に対してプレス処理および加熱処理を行わず、常温で10分間保持した他は実施例6と同様にして比較用の色素増感太陽電池〔D−3〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔D−3〕について実施例6と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率と膜厚を測定した。
比較例D−1からD−3までのデータを表4に示す。
[Comparative Example D-3]
A comparative dye-sensitized solar cell [D-3] was obtained in the same manner as in Example 6 except that the coating film was not subjected to press treatment and heat treatment and held at room temperature for 10 minutes. About the sensitized solar cell [D-3], it carried out similarly to Example 6, and obtained the value of the short circuit current, the open circuit voltage, the shape factor ff, and the photoelectric conversion efficiency. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength and film thickness in a functional semiconductor were measured.
Table 4 shows data of Comparative Examples D-1 to D-3.

〔比較例E−1〕
透光性基板として、ITO/PEN基板の代わりにシート抵抗9Ω/□(Ω/cm)のFTO/導電性ガラス基板を使用し、プレス処理を行わず、光電変換層形成用水性ペースト〔1〕の塗布・乾燥処理後に520℃で1時間焼成処理を行い、対極として導電性ガラスに白金をスパッタしたものを用いたことの他は実施例1と同様にして比較用の色素増感型太陽電池〔E−1〕を得、この比較用の色素増感太陽電池〔E−1〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行ったところ、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。また、機能性半導体における波長に対する透過率と膜厚を測定した。
比較例E−1のデータを表5に示す。
[Comparative Example E-1]
As the translucent substrate, an FTO / conductive glass substrate having a sheet resistance of 9 Ω / □ (Ω / cm 2 ) is used instead of the ITO / PEN substrate, and the aqueous paste for forming a photoelectric conversion layer [1 In the same manner as in Example 1 except that a baking treatment was performed at 520 ° C. for 1 hour after the coating and drying treatment, and platinum was sputtered onto conductive glass as a counter electrode, a dye-sensitized solar for comparison was used. The battery [E-1] was obtained, and the values of the short circuit current, the open circuit voltage, the form factor ff, and the photoelectric conversion efficiency were obtained in the same manner as in Example 1 for the comparative dye-sensitized solar cell [E-1]. Under the present circumstances, when the surface observation was performed using SEM with respect to the obtained functional semiconductor layer, the trace extended in a specific direction like the roll press trace was not recognized. Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength and film thickness in a functional semiconductor were measured.
The data of Comparative Example E-1 is shown in Table 5.

実施例1〜実施例6に係る本発明の色素増感太陽電池においては、機能性半導体層を形成する際にロールプレス処理を行って表面粗さRaを50nm以下にしていることにより、高い光電変換効率が得られていることが確認された。
また、実施例1、5の結果を比較することにより、作用極領域を大きくすると光電変換効率の大きさに影響し多少低くなる傾向を示すが、ほぼ同等の光電変換効率が得られることが確認された。
In the dye-sensitized solar cell of the present invention according to Example 1 to Example 6, when a functional semiconductor layer is formed, a roll press process is performed so that the surface roughness Ra is 50 nm or less. It was confirmed that conversion efficiency was obtained.
Further, by comparing the results of Examples 1 and 5, it is confirmed that when the working electrode region is increased, the photoelectric conversion efficiency tends to be somewhat lowered, but almost the same photoelectric conversion efficiency can be obtained. It was done.

一方、プレス処理を行わなかった比較用色素増感太陽電池に係る比較例D−1、D−2、D−3の結果から、プレス処理を行わないと高い光電変換効率が得られないことが確認された。これは、プレス処理を行わなかった結果、チタニア粒子間およびチタニア粒子と透光性基板との接合性が低いものとなってしまうことが大きな要因であると考えられる。
また、実施例2の結果から、粒径の小さい1種類の半導体粒子のみを用いた太陽電池は、粒径の異なる2種の半導体粒子を用いる本発明のものに比して高い光電変換効率が得られないことが確認されたが、高い透過率を有する色素増感太陽電池を作成することができる。
On the other hand, from the results of Comparative Examples D-1, D-2, and D-3 relating to the comparative dye-sensitized solar cells that were not subjected to the press treatment, high photoelectric conversion efficiency may not be obtained unless the press treatment is performed. confirmed. As a result, it is considered that the result of not performing the press treatment is that the bonding property between the titania particles and between the titania particles and the translucent substrate is low.
Further, from the results of Example 2, the solar cell using only one type of semiconductor particles having a small particle size has higher photoelectric conversion efficiency than that of the present invention using two types of semiconductor particles having different particle sizes. Although it was confirmed that it was not obtained, a dye-sensitized solar cell having high transmittance can be produced.

ロールプレス痕跡は、ロールプレスを行った実施例1〜6において、SEMを用いることで観察された。ロールプレス痕跡は、ロールプレスの回転方向と平行に延びるように生じていることが確認された。また、AFMを用いた機能性半導体層の表面粗さRaの測定において、ロールプレス処理方向に平行な第一の方向と、第一の方向に直交する第二の方向とで表面粗さRaを比較したところ、第二の方向の表面粗さRaの方が第一の方向の表面粗さRaよりも大きく、1.2倍以上の値を示した。これは、ロールプレス処理に起因するロールプレス痕跡の凹凸が、第一の方向に延びているため、生じたと考えられる。
平プレスを用いてサンプルを作製した比較例A−1〜A−6では、ロールプレス痕跡のように特定方向に延びる痕跡は認められなかった。
The roll press trace was observed by using SEM in Examples 1 to 6 where the roll press was performed. It was confirmed that the roll press trace was generated so as to extend in parallel with the rotation direction of the roll press. Further, in the measurement of the surface roughness Ra of the functional semiconductor layer using AFM, the surface roughness Ra is determined in a first direction parallel to the roll press treatment direction and a second direction orthogonal to the first direction. As a result of comparison, the surface roughness Ra in the second direction was larger than the surface roughness Ra in the first direction, showing a value of 1.2 times or more. This is considered to have occurred because the unevenness of the roll press trace resulting from the roll press treatment extends in the first direction.
In Comparative Examples A-1 to A-6 in which samples were produced using a flat press, no trace extending in a specific direction was observed like a roll press trace.

〔実施例F−1〕
ロールプレス処理の条件を圧力80MPaとしたことの他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔F−1〕を得、この色素増感太陽電池〔F−1〕および光電極構造体について実施例1と同様の測定を行った。
[Example F-1]
A dye-sensitized solar cell [F-1] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressure of the roll press treatment was 80 MPa, and this dye-sensitized solar cell [F-1] and photoelectrode structure were obtained. The same measurement as in Example 1 was performed.

〔実施例F−2〕
プレス処理の条件を圧力160MPaとしたことの他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔F−2〕を得、この色素増感太陽電池〔F−2〕および光電極構造体について実施例1と同様の測定を行った。
[Example F-2]
A dye-sensitized solar cell [F-2] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressure was set to 160 MPa, and the dye-sensitized solar cell [F-2] and the photoelectrode structure were obtained. Measurements similar to those in Example 1 were performed.

〔実施例F−3〕
ロールプレス処理の条件を圧力60MPaとしたことの他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔F−3〕を得、この色素増感太陽電池〔F−3〕および光電極構造体について実施例1と同様の測定を行った。
[Example F-3]
A dye-sensitized solar cell [F-3] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressure of the roll press treatment was 60 MPa, and this dye-sensitized solar cell [F-3] and photoelectrode structure were obtained. The same measurement as in Example 1 was performed.

〔実施例F−4〕
ロールプレス処理の条件を圧力40MPaとしたことの他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔F−4〕を得、この色素増感太陽電池〔F−4〕および光電極構造体について実施例1と同様の測定を行った。
[Example F-4]
A dye-sensitized solar cell [F-4] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressure of the roll press treatment was 40 MPa, and this dye-sensitized solar cell [F-4] and photoelectrode structure were obtained. The same measurement as in Example 1 was performed.

〔比較例F−5〕
ロールプレス処理の条件を圧力20MPaとしたことの他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔F−5〕を得、この色素増感太陽電池〔F−5〕および光電極構造体について実施例1と同様の測定を行った。
[Comparative Example F-5]
A dye-sensitized solar cell [F-5] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions for the roll press treatment were 20 MPa, and this dye-sensitized solar cell [F-5] and photoelectrode structure were obtained. The same measurement as in Example 1 was performed.

〔比較例F−6〕
ロールプレス処理の条件を圧力10MPaとしたことの他は実施例1と同様にして色素増感太陽電池〔F−6〕を得、この色素増感太陽電池〔F−6〕および光電極構造体について実施例1と同様の測定を行った。
なお、F−3からF−6については、いずれもプレス後の機能性半導体層の膜厚は6μmであった。また、透過率の測定はしていない。さらに、F−5、F−6については、後述するようにロールプレス痕跡がなかったため、比較例C−1と同様の方法で表面粗さRaを測定した。
[Comparative Example F-6]
A dye-sensitized solar cell [F-6] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressure of the roll press treatment was 10 MPa, and this dye-sensitized solar cell [F-6] and photoelectrode structure were obtained. The same measurement as in Example 1 was performed.
For F-3 to F-6, the thickness of the functional semiconductor layer after pressing was 6 μm. Moreover, the transmittance is not measured. Furthermore, as for F-5 and F-6, since there was no roll press trace as will be described later, the surface roughness Ra was measured by the same method as in Comparative Example C-1.

〔実施例G−1〕
機能性半導体膜厚を実施例1よりも低下させて作成した以外は、同様にして色素増感太陽電池〔G−1〕を得、この色素増感太陽電池〔G−1〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。
この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行い、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡を確認した。
また、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
[Example G-1]
A dye-sensitized solar cell [G-1] was obtained in the same manner except that the functional semiconductor film thickness was made lower than that in Example 1, and Example 1 was obtained for this dye-sensitized solar cell [G-1]. In the same manner, the values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained.
At this time, the obtained functional semiconductor layer was subjected to surface observation using SEM, and a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction was confirmed.
Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength in a functional semiconductor and the film thickness before and behind a press process were measured.

〔実施例G−2〕
機能性半導体膜厚を実施例1よりも増加させて作成した以外は、同様にして色素増感太陽電池〔G−2〕を得、この色素増感太陽電池〔G−2〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。
この際、得られた、機能性半導体層に対して、SEMを用いて表面観察を行い、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡を確認した。
また、機能性半導体における波長に対する透過率とプレス処理前後の膜厚を測定した。
[Example G-2]
A dye-sensitized solar cell [G-2] was obtained in the same manner except that the functional semiconductor film thickness was increased from that in Example 1, and Example 1 was obtained for this dye-sensitized solar cell [G-2]. In the same manner, the values of short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, and photoelectric conversion efficiency were obtained.
At this time, the obtained functional semiconductor layer was subjected to surface observation using SEM, and a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction was confirmed.
Moreover, the transmittance | permeability with respect to the wavelength in a functional semiconductor and the film thickness before and behind a press process were measured.

〔実施例H−1〕
実施例1と同様にして得られた光電変換層形成用水性ペースト〔1〕を塗布し、機能性半導体層を形成し、この機能性半導体層にUV−オゾン処理を施し、その後、増感色素を担持させることにより、色素増感太陽電池〔H−1〕を得、これらの色素増感太陽電池〔H−1〕について実施例1と同様にして短絡電流、開放電圧、形状因子ff、光電変換効率の値を得た。
[Example H-1]
A photoelectric conversion layer-forming aqueous paste [1] obtained in the same manner as in Example 1 was applied to form a functional semiconductor layer, which was subjected to UV-ozone treatment, and then a sensitizing dye. To obtain dye-sensitized solar cells [H-1], and these dye-sensitized solar cells [H-1] were subjected to short-circuit current, open-circuit voltage, form factor ff, photoelectric in the same manner as in Example 1. The value of conversion efficiency was obtained.

(UV−オゾン処理)
処理対象物をUV−オゾン洗浄装置「OC−2506」(岩崎電気(株)製)に入れ、5分間紫外線照射を行った。
(UV-ozone treatment)
The object to be treated was placed in a UV-ozone cleaning device “OC-2506” (manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.) and irradiated with ultraviolet rays for 5 minutes.

実施例F−1、F−2、G−1、G−2、およびH−1のデータを表6に示す。   The data for Examples F-1, F-2, G-1, G-2, and H-1 are shown in Table 6.

また、実施例F−3、F−4、および比較例F−5、F−6のデータを表7に示す。   Table 7 shows data of Examples F-3 and F-4 and Comparative Examples F-5 and F-6.

表7において実施例F−3、F−4に示すように、ロールプレス処理の圧力を40MPaまで下げても、機能性半導体層の表面粗さRaは50nm以下に保たれており、電池性能にも変化は見られなかった。一方、さらに圧力を下げた比較例F−5、F−6では、機能性半導体層の表面にロールプレス痕跡を認めず、表面粗さRaは50nmを超えていた。さらに、比較例F−5、F−6は、実施例F−3、F−4に比して電池性能が著しく低下していた。これは、圧力の低下により機能性半導体層における半導体粒子の密着度が低下した結果、光電変換層において電子が移動しにくくなったことによるものと考えられる。比較例F−5、F−6において形状因子(フィルファクター)の数値が低下していることは、この推測の裏付けの一つと言える。
また、このことは、ロールプレス痕跡がロールプレス処理により当然に生じる現象ではなく、機能性半導体層における半導体粒子の密着度が良好であることを示す一つの指標となることをも示している。
As shown in Examples F-3 and F-4 in Table 7, the surface roughness Ra of the functional semiconductor layer is kept at 50 nm or less even when the pressure of the roll press treatment is reduced to 40 MPa, and the battery performance is improved. There was no change. On the other hand, in Comparative Examples F-5 and F-6 in which the pressure was further lowered, no roll press trace was observed on the surface of the functional semiconductor layer, and the surface roughness Ra exceeded 50 nm. Furthermore, the battery performance of Comparative Examples F-5 and F-6 was significantly reduced as compared with Examples F-3 and F-4. This is considered to be due to the fact that the adhesion of the semiconductor particles in the functional semiconductor layer is reduced due to the pressure drop, and as a result, it is difficult for electrons to move in the photoelectric conversion layer. In Comparative Examples F-5 and F-6, the decrease in the numerical value of the form factor (fill factor) can be said to be one of the support of this assumption.
This also indicates that the roll press trace is not a phenomenon that naturally occurs due to the roll press process, but is an index indicating that the adhesion degree of the semiconductor particles in the functional semiconductor layer is good.

また、表6に示すように、機能性半導体層にUV−オゾン処理を施すことにより、これを行わなかった場合は例えば実施例1と比較して、高い光電変換効率を得られることが示された。
これは、機能性半導体層へのUV−オゾン処理により、機能性半導体層に含有される半導体粒子の親水基が増加されて当該半導体粒子が色素吸着しやすいものとなり、その結果、得られる色素増感太陽電池が高い光電変換効率を得られると推察される。
In addition, as shown in Table 6, it is shown that when the functional semiconductor layer is subjected to UV-ozone treatment, a high photoelectric conversion efficiency can be obtained when not performed, for example, as compared with Example 1. It was.
This is because the hydrophilic groups of the semiconductor particles contained in the functional semiconductor layer are increased by the UV-ozone treatment of the functional semiconductor layer, and the semiconductor particles are likely to adsorb the dye. It is assumed that the solar cell can obtain high photoelectric conversion efficiency.

10、10A 光電変換素子
12 電解質部分
16 対極
17 結線
20、20A 光電極
20K、20L 光電極構造体
21 透光性基板
21a 透光性支持体
21b 透明導電層
23、26 光電変換層
23A 塗膜
23B 層
23C 塗膜
23α、23β 機能性半導体層
25 光散乱層
10, 10A Photoelectric conversion element 12 Electrolyte part 16 Counter electrode 17 Connection 20, 20A Photoelectrode 20K, 20L Photoelectrode structure 21 Translucent substrate 21a Translucent support 21b Transparent conductive layer 23, 26 Photoelectric conversion layer 23A Coating film 23B Layer 23C Coating film 23α, 23β Functional semiconductor layer 25 Light scattering layer

Claims (9)

弾性を有するプラスチック製の透光性支持体上に透明導電層が形成されてなる透光性基板の当該透明導電層上に機能性半導体層が設けられた光電極構造体の当該機能性半導体層に増感色素が担持された色素増感太陽電池用光電極であって、
前記機能性半導体層は、ロールプレス処理された層を透明導電層に接触した状態で有し、当該ロールプレス処理された層の表面には、ロールプレス処理方向と平行に延びるロールプレス痕跡を有し、表面粗さRaが50ナノメートル以下であることを特徴とする色素増感太陽電池用光電極。
The functional semiconductor layer of a photoelectrode structure in which a functional semiconductor layer is provided on the transparent conductive layer of a transparent substrate formed by forming a transparent conductive layer on an elastic plastic transparent support. A dye-sensitized solar cell photoelectrode having a sensitizing dye supported thereon,
The functional semiconductor layer has a layer subjected to a roll press treatment in contact with the transparent conductive layer, and the surface of the layer subjected to the roll press treatment has a roll press trace extending in parallel with the roll press treatment direction. And a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell, having a surface roughness Ra of 50 nanometers or less.
前記機能性半導体層のロールプレス処理された層の厚みが、1〜40μmであることを特徴とする請求項1に記載の色素増感太陽電池用光電極。   2. The dye-sensitized solar cell photoelectrode according to claim 1, wherein a thickness of the functional semiconductor layer subjected to roll press treatment is 1 to 40 μm. 前記機能性半導体層は平均粒子径が2〜40nmの粒子を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の色素増感太陽電池用光電極。   The said functional semiconductor layer contains a particle | grain with an average particle diameter of 2-40 nm, The photoelectrode for dye-sensitized solar cells of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記機能性半導体層は平均粒子径の異なる2種以上の粒子を含有し、少なくとも1種の粒子の平均粒子径が2〜40nmのものであることを特徴とする請求項1または2の色素増感太陽電池用光電極。   The dye enhancement according to claim 1 or 2, wherein the functional semiconductor layer contains two or more kinds of particles having different average particle diameters, and the average particle diameter of at least one kind of particles is 2 to 40 nm. Photoelectrode for solar cell. 前記平均粒子径の異なる2種以上の粒子は、平均粒子径が2〜40nmの粒子の含有割合が50〜95質量%であることを特徴とする請求項4に記載の色素増感太陽電池用光電極。   5. The dye-sensitized solar cell according to claim 4, wherein the two or more kinds of particles having different average particle sizes have a content ratio of particles having an average particle size of 2 to 40 nm of 50 to 95% by mass. Photoelectrode. 前記光電極構造体における透光性基板および機能性半導体層のロールプレス処理された層よりなる積層体の波長500nmの光透過率が20〜85%であり、かつ、波長700nmの光透過率が30〜85%であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池用光電極。   The light transmission at a wavelength of 500 nm is 20 to 85% and the light transmittance at a wavelength of 700 nm of the laminate comprising the light-transmitting substrate and the roll-pressed layer of the functional semiconductor layer in the photoelectrode structure. It is 30 to 85%, The photoelectrode for dye-sensitized solar cells as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池用光電極を備え、当該色素増感太陽電池用光電極が、電解質部分を介して対極と対向するよう設けられていることを特徴とする色素増感太陽電池。   A dye-sensitized solar cell photoelectrode according to any one of claims 1 to 6, wherein the dye-sensitized solar cell photoelectrode is provided so as to face the counter electrode via an electrolyte portion. And a dye-sensitized solar cell. 弾性を有するプラスチック製の透光性支持体上に透明導電層が形成されてなる透光性基板の当該透明導電層上に光電変換層が積層して形成された色素増感太陽電池用光電極の製造方法であって、
前記光電変換層は、粒子と増感色素とを含有するものであって、
前記粒子を含有するペーストを、前記透明導電層上に塗布して塗膜を形成後、当該塗膜を40MPa以上500MPa以下の圧力でロールプレス処理してロールプレス痕跡をつける工程と、該ロールプレス処理により得られる層に増感色素を担持させる工程とを含むことを特徴とする色素増感太陽電池用光電極の製造方法。
Photoelectrode for dye-sensitized solar cell formed by laminating photoelectric conversion layer on transparent conductive layer of transparent substrate having transparent conductive layer formed on elastic plastic transparent support. A manufacturing method of
The photoelectric conversion layer contains particles and a sensitizing dye,
Applying the paste containing the particles onto the transparent conductive layer to form a coating film, then subjecting the coating film to a roll press treatment at a pressure of 40 MPa or more and 500 MPa or less to form a roll press trace, and the roll press And a step of supporting a sensitizing dye on a layer obtained by the treatment. A method for producing a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell, comprising:
前記透光性基板が、透明導電層の表面がUV−オゾン処理されたものであることを特徴とする請求項8に記載の色素増感太陽電池用光電極の製造方法。   The method for producing a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell according to claim 8, wherein the translucent substrate has a surface of the transparent conductive layer subjected to UV-ozone treatment.
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