JP2014199785A - Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell - Google Patents

Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell Download PDF

Info

Publication number
JP2014199785A
JP2014199785A JP2013075448A JP2013075448A JP2014199785A JP 2014199785 A JP2014199785 A JP 2014199785A JP 2013075448 A JP2013075448 A JP 2013075448A JP 2013075448 A JP2013075448 A JP 2013075448A JP 2014199785 A JP2014199785 A JP 2014199785A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dye
electrolyte
sensitized solar
solar cell
halogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013075448A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5380617B1 (en
Inventor
大介 松本
Daisuke Matsumoto
大介 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP2013075448A priority Critical patent/JP5380617B1/en
Priority to PCT/JP2013/083826 priority patent/WO2014162641A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5380617B1 publication Critical patent/JP5380617B1/en
Publication of JP2014199785A publication Critical patent/JP2014199785A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte for a dye-sensitized solar cell capable of sufficiently improving photoelectric conversion characteristics of a dye-sensitized solar cell and to provide a dye-sensitized solar cell.SOLUTION: The electrolyte for a dye-sensitized solar cell includes a halogen, a halide salt, and a hydrogen halide. A redox pair is formed by a halogen and a halide salt. The halogen, the halide salt, and the hydrogen halide have the same halogen atom. A volume molar concentration Cof the halogen is larger than a volume molar concentration Cof the hydrogen halide.

Description

本発明は、色素増感太陽電池用電解質および色素増感太陽電池に関する。   The present invention relates to an electrolyte for a dye-sensitized solar cell 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って開発されたものであり、光電変換効率が高く、製造コストが低いなどの利点を持つため注目されている次世代太陽電池である。   The dye-sensitized solar cell is a next-generation solar cell that has been developed by Gretzell et al. In Switzerland and has attracted attention because it has advantages such as high photoelectric conversion efficiency and low manufacturing cost.

色素増感太陽電池は一般に、作用極と、対極と、作用極の酸化物半導体層に担持される光増感色素と、作用極及び対極間に配置される電解質とを備えている。そして電解質には、例えばハロゲン及びハロゲン化物イオンなどからなる酸化還元対が含まれている。   A dye-sensitized solar cell generally includes a working electrode, a counter electrode, a photosensitizing dye supported on the oxide semiconductor layer of the working electrode, and an electrolyte disposed between the working electrode and the counter electrode. The electrolyte contains a redox pair composed of, for example, halogen and halide ions.

色素増感太陽電池においては光電変換特性及び耐久性を向上させることが重要であり、そのために、例えば電解質に着目した種々の提案がなされている。   In dye-sensitized solar cells, it is important to improve photoelectric conversion characteristics and durability, and various proposals focusing on electrolytes, for example, have been made.

例えば下記特許文献1には、イオン液体を含む電解質が開示されており、この電解質によれば、電解質の揮発性が低減されるため、色素増感太陽電池の耐久性を向上させることができることが開示されている。   For example, Patent Document 1 below discloses an electrolyte containing an ionic liquid, and according to this electrolyte, since the volatility of the electrolyte is reduced, the durability of the dye-sensitized solar cell can be improved. It is disclosed.

特開2002−289268号公報JP 2002-289268 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の電解質を備えた色素増感太陽電池は、光電変換特性について、未だ改善の余地があった。したがって、色素増感太陽電池の電解質に用いる場合に、色素増感太陽の光電変換特性をさらに向上させることのできる色素増感太陽電池用電解質が望まれていた。   However, the dye-sensitized solar cell provided with the electrolyte described in Patent Document 1 still has room for improvement in photoelectric conversion characteristics. Therefore, when used as an electrolyte for a dye-sensitized solar cell, an electrolyte for a dye-sensitized solar cell that can further improve the photoelectric conversion characteristics of the dye-sensitized solar cell has been desired.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、色素増感太陽電池の光電変換特性を十分に向上させることができる色素増感太陽電池用電解質および色素増感太陽電池を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the electrolyte for dye-sensitized solar cells which can fully improve the photoelectric conversion characteristic of a dye-sensitized solar cell, and a dye-sensitized solar cell. And

本発明者は上記課題を解決するために、電解質の成分に着目して鋭意研究を重ねた。その結果、意外にも、電解質がハロゲン化水素を含む場合に、色素増感太陽電池の光電変換特性が向上することがあることを本発明者は見出した。そこで、本発明者は、ハロゲン化水素を含む電解質の組成について、さらに鋭意研究を重ねた。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has conducted extensive studies focusing on the components of the electrolyte. As a result, the present inventor has surprisingly found that the photoelectric conversion characteristics of the dye-sensitized solar cell may be improved when the electrolyte contains hydrogen halide. Therefore, the present inventor conducted further earnest studies on the composition of the electrolyte containing hydrogen halide.

その結果、本発明者は、電解質がハロゲンとハロゲン化物塩とハロゲン化水素とを含み、かつ電解質中のハロゲンの濃度がハロゲン化水素の濃度よりも大きい場合に、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result, the present inventors have found that the above problem can be solved when the electrolyte contains a halogen, a halide salt, and a hydrogen halide, and the concentration of halogen in the electrolyte is higher than the concentration of hydrogen halide, The present invention has been completed.

すなわち本発明は、ハロゲンと、ハロゲン化物塩と、ハロゲン化水素とを含み、前記ハロゲンと前記ハロゲン化物塩とによって酸化還元対が形成され、前記ハロゲン、前記ハロゲン化物塩及び前記ハロゲン化水素が同一のハロゲン原子を有し、前記ハロゲンの体積モル濃度Cが前記ハロゲン化水素の体積モル濃度Cよりも大きい色素増感太陽電池用電解質である。 That is, the present invention includes a halogen, a halide salt, and a hydrogen halide, and an oxidation-reduction pair is formed by the halogen and the halide salt, and the halogen, the halide salt, and the hydrogen halide are the same. has a halogen atom, molarity C 1 of the halogen is dye-sensitized solar cell electrolyte greater than the molarity C 2 of the hydrogen halide.

本発明の色素増感太陽電池用電解質によれば、色素増感太陽電池の光電変換特性を十分に向上させることができる。   According to the electrolyte for a dye-sensitized solar cell of the present invention, the photoelectric conversion characteristics of the dye-sensitized solar cell can be sufficiently improved.

このような効果が得られる理由について本発明者は以下のように推測している。すなわち、本発明の電解質が、酸化物半導体からなる酸化物半導体層を有する色素増感太陽電池の電解質として用いられる場合に、ハロゲン化水素が、酸化物半導体層の価電子帯の準位を上げ、色素-酸化物半導体間の電子注入効率を向上させることができる。また電解質中の酸化還元対のHOMO(結合性軌道)の準位にずれが生じにくくなる。別言すると、ハロゲン化水素によりレドックス準位が適正位置から変化してしまうことを防ぐことができる。このため、色素増感太陽電池の光電変換特性を十分に向上させることができるのではないかと本発明者は推測する。   The inventor presumes the reason why such an effect is obtained as follows. That is, when the electrolyte of the present invention is used as an electrolyte of a dye-sensitized solar cell having an oxide semiconductor layer made of an oxide semiconductor, hydrogen halide increases the level of the valence band of the oxide semiconductor layer. In addition, the electron injection efficiency between the dye and the oxide semiconductor can be improved. In addition, the HOMO (bonding orbital) level of the redox couple in the electrolyte is less likely to shift. In other words, it is possible to prevent the redox level from changing from an appropriate position due to hydrogen halide. For this reason, this inventor estimates that the photoelectric conversion characteristic of a dye-sensitized solar cell can fully be improved.

上記色素増感太陽電池用電解質においては、前記ハロゲンの体積モル濃度Cが、前記ハロゲン化水素の体積モル濃度Cの2倍以上であることが好ましい。 In the dye-sensitized solar cell electrolyte, the volume molar concentration C 1 of the halogen is preferably twice or more the volume molar concentration C 2 of the hydrogen halide.

この場合、色素増感太陽電池の光電変換特性を特に十分に向上させることができる。   In this case, the photoelectric conversion characteristics of the dye-sensitized solar cell can be particularly sufficiently improved.

上記色素増感太陽電池用電解質においては、前記ハロゲン化水素の体積モル濃度Cが、0.05〜15mMであることが好ましい。 In the dye-sensitized solar cell electrolyte, molarity C 2 of the hydrogen halide is preferably a 0.05~15MM.

この場合、電解質が、酸化物半導体からなる酸化物半導体層を有する色素増感太陽電池の電解質として用いられる場合に、Cが0.05mM未満である場合に比べて、ハロゲン化水素が酸化物半導体の価電子帯の準位を上げ、色素-酸化物半導体間の電子注入効率をより向上させることができる。また、Cが15mMを超える場合に比べて、色素増感太陽電池の光電変換特性をより十分に向上させることができる。 In this case, the electrolyte is, when used as an electrolyte of a dye-sensitized solar cell including an oxide semiconductor layer formed of an oxide semiconductor, as compared with the case C 2 is less than 0.05 mM, hydrogen halide oxide The level of the valence band of the semiconductor can be increased, and the electron injection efficiency between the dye and the oxide semiconductor can be further improved. Further, as compared with the case where C 2 is more than 15 mM, it can be more sufficiently improve the photoelectric conversion characteristics of the dye-sensitized solar cell.

上記色素増感太陽電池用電解質においては、前記ハロゲン原子がヨウ素原子であることが好ましい。   In the dye-sensitized solar cell electrolyte, the halogen atom is preferably an iodine atom.

この場合、色素増感太陽電池に用いる光増感色素のHOMO(結合性軌道)準位と電解質中の酸化還元対の準位が適正な位置となるため、電子注入効率をより向上させることができる。またヨウ素の還元反応が他のハロゲン種よりも優れているため、光励起した光増感色素を瞬時に基底状態に戻すことができ、光増感色素による逆反応等を妨げることができる。   In this case, since the HOMO (bonding orbital) level of the photosensitizing dye used in the dye-sensitized solar cell and the level of the redox pair in the electrolyte are in an appropriate position, the electron injection efficiency can be further improved. it can. In addition, since the iodine reduction reaction is superior to other halogen species, the photosensitized photosensitizing dye can be instantaneously returned to the ground state, and the reverse reaction by the photosensitizing dye can be prevented.

また本発明は、透明基板及び前記透明基板上に設けられる透明導電膜を有する第1電極と、前記第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、前記第1電極及び前記第2電極の間に設けられる電解質と、前記酸化物半導体層に吸着される光増感色素とを備え、前記電解質が、上述した色素増感太陽電池用電解質である色素増感太陽電池である。   The present invention also provides a first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate, a second electrode facing the first electrode, and an oxidation provided on the first electrode or the second electrode. A dye-sensitized solar cell, comprising: an organic semiconductor layer; an electrolyte provided between the first electrode and the second electrode; and a photosensitizing dye adsorbed on the oxide semiconductor layer. It is a dye-sensitized solar cell which is an electrolyte for use.

本発明の色素増感太陽電池によれば、電解質が、上述した色素増感太陽電池用電解質であることで、光電変換特性を十分に向上させることができる。   According to the dye-sensitized solar cell of the present invention, when the electrolyte is the above-described electrolyte for a dye-sensitized solar cell, the photoelectric conversion characteristics can be sufficiently improved.

本発明によれば、色素増感太陽電池の光電変換特性を十分に向上させることができる色素増感太陽電池用電解質および色素増感太陽電池が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrolyte for dye-sensitized solar cells and dye-sensitized solar cell which can fully improve the photoelectric conversion characteristic of a dye-sensitized solar cell are provided.

本発明の色素増感太陽電池の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the dye-sensitized solar cell of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の色素増感太陽電池の一実施形態を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the dye-sensitized solar cell of the present invention.

図1に示すように、色素増感太陽電池100は、透明導電性基板15を有する作用極10と、透明導電性基板15に対向する対極20と、透明導電性基板15及び対極20を連結する環状の封止部30とを備えており、透明導電性基板15、対極20及び封止部30によって形成されるセル空間には電解質40が充填されている。   As shown in FIG. 1, the dye-sensitized solar cell 100 connects a working electrode 10 having a transparent conductive substrate 15, a counter electrode 20 facing the transparent conductive substrate 15, and the transparent conductive substrate 15 and the counter electrode 20. The cell space formed by the transparent conductive substrate 15, the counter electrode 20 and the sealing portion 30 is filled with an electrolyte 40.

対極20は、導電性基板21と、導電性基板21の作用極10側に設けられて電解質40の還元に寄与する触媒層22とを備えている。本実施形態では、導電性基板21によって第2電極が構成されている。   The counter electrode 20 includes a conductive substrate 21 and a catalyst layer 22 that is provided on the side of the working electrode 10 of the conductive substrate 21 and contributes to the reduction of the electrolyte 40. In the present embodiment, the second electrode is constituted by the conductive substrate 21.

一方、作用極10は、透明導電性基板15と、透明導電性基板15上に設けられる少なくとも1つの酸化物半導体層13とを有している。透明導電性基板15は、透明基板11と、透明基板11の上に設けられる透明導電膜12とで構成されている。酸化物半導体層13は、封止部30の内側に配置されている。また酸化物半導体層13には、光増感色素が吸着されている。本実施形態では、透明導電性基板15によって第1電極が構成されている。   On the other hand, the working electrode 10 includes a transparent conductive substrate 15 and at least one oxide semiconductor layer 13 provided on the transparent conductive substrate 15. The transparent conductive substrate 15 includes a transparent substrate 11 and a transparent conductive film 12 provided on the transparent substrate 11. The oxide semiconductor layer 13 is disposed inside the sealing portion 30. A photosensitizing dye is adsorbed on the oxide semiconductor layer 13. In the present embodiment, the first electrode is constituted by the transparent conductive substrate 15.

上記電解質40は、ハロゲンと、ハロゲン化物塩と、ハロゲン化水素とを含む。電解質40においては、ハロゲンとハロゲン化物塩とによって酸化還元対が形成されている。ここで、上記ハロゲン、上記ハロゲン化物塩及び上記ハロゲン化水素は、同一のハロゲン原子を有している。そして、上記ハロゲンの体積モル濃度Cは、ハロゲン化水素の体積モル濃度Cよりも大きくなっている。 The electrolyte 40 includes a halogen, a halide salt, and a hydrogen halide. In the electrolyte 40, a redox pair is formed by the halogen and the halide salt. Here, the halogen, the halide salt and the hydrogen halide have the same halogen atom. The molarity C 1 of the halogen is larger than the molarity C 2 hydrogen halide.

色素増感太陽電池100によれば、電解質40が上記構成を有することで、光電変換特性を十分に向上させることができる。   According to the dye-sensitized solar cell 100, since the electrolyte 40 has the above configuration, the photoelectric conversion characteristics can be sufficiently improved.

次に、作用極10、対極20、封止部30、電解質40及び光増感色素について詳細に説明する。   Next, the working electrode 10, the counter electrode 20, the sealing part 30, the electrolyte 40, and the photosensitizing dye will be described in detail.

(作用極)
作用極10は、上述したように、透明導電性基板15と、透明導電性基板15上に設けられる少なくとも1つの酸化物半導体層13とを有している。透明導電性基板15は、透明基板11と、透明基板11の上に設けられる透明導電膜12とで構成されている。
(Working electrode)
As described above, the working electrode 10 includes the transparent conductive substrate 15 and at least one oxide semiconductor layer 13 provided on the transparent conductive substrate 15. The transparent conductive substrate 15 includes a transparent substrate 11 and a transparent conductive film 12 provided on the transparent substrate 11.

透明基板11を構成する材料は、例えば透明な材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、及び、ポリエーテルスルフォン(PES)などが挙げられる。透明基板11の厚さは、色素増感太陽電池100のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば50〜40000μmの範囲にすればよい。   The material which comprises the transparent substrate 11 should just be a transparent material, for example, As such a transparent material, glass, such as borosilicate glass, soda lime glass, white plate glass, quartz glass, polyethylene terephthalate (PET), for example , Polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and polyethersulfone (PES). The thickness of the transparent substrate 11 is appropriately determined according to the size of the dye-sensitized solar cell 100 and is not particularly limited, but may be, for example, in the range of 50 to 40,000 μm.

透明導電膜12を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム(Indium−Tin−Oxide:ITO)、酸化スズ(SnO)、及び、フッ素添加酸化スズ(Fluorine−doped−Tin−Oxide:FTO)などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電膜12は、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電膜12が単層で構成される場合、透明導電膜12は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、FTOで構成されることが好ましい。透明導電膜12の厚さは例えば0.01〜2μmの範囲にすればよい。 Examples of the material constituting the transparent conductive film 12 include tin-doped indium oxide (Indium-Tin-Oxide: ITO), tin oxide (SnO 2 ), and fluorine-doped tin oxide (Fluorine-doped-Tin-Oxide: FTO). And conductive metal oxides such as The transparent conductive film 12 may be a single layer or a laminate of a plurality of layers made of different conductive metal oxides. When the transparent conductive film 12 is composed of a single layer, the transparent conductive film 12 is preferably composed of FTO because it has high heat resistance and chemical resistance. The thickness of the transparent conductive film 12 may be in the range of 0.01 to 2 μm, for example.

酸化物半導体層13は、酸化物半導体粒子で構成されている。酸化物半導体粒子は、例えば酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化タングステン(WO)、酸化ニオブ(Nb)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化スズ(SnO)、酸化インジウム(In)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化タリウム(Ta)、酸化ランタン(La)、酸化イットリウム(Y)、酸化ホルミウム(Ho)、酸化ビスマス(Bi)、酸化セリウム(CeO)、酸化アルミニウム(Al)又はこれらの2種以上で構成される。酸化物半導体層13の厚さは、例えば0.1〜100μmとすればよい。 The oxide semiconductor layer 13 is composed of oxide semiconductor particles. Examples of the oxide semiconductor particles include titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tungsten oxide (WO 3 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), and tin oxide (SnO 2 ). , Indium oxide (In 3 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), thallium oxide (Ta 2 O 5 ), lanthanum oxide (La 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), holmium oxide (Ho 2 O) 3 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), or two or more thereof. The thickness of the oxide semiconductor layer 13 may be 0.1 to 100 μm, for example.

(対極)
対極20は、上述したように、導電性基板21と、導電性基板21のうち作用極10側に設けられて電解質40の還元に寄与する導電性の触媒層22とを備えるものである。
(Counter electrode)
As described above, the counter electrode 20 includes the conductive substrate 21 and the conductive catalyst layer 22 provided on the working electrode 10 side of the conductive substrate 21 and contributing to the reduction of the electrolyte 40.

導電性基板21は、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン、アルミニウム、ステンレス等の耐食性の金属材料や、上述した透明基板11にITO、FTO等の導電性酸化物からなる膜を形成したもので構成される。導電性基板21の厚さは、色素増感太陽電池100のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば0.005〜4mmとすればよい。   The conductive substrate 21 is, for example, a corrosion-resistant metal material such as titanium, nickel, platinum, molybdenum, tungsten, aluminum, or stainless steel, or a film made of a conductive oxide such as ITO or FTO on the transparent substrate 11 described above. Consists of. The thickness of the conductive substrate 21 is appropriately determined according to the size of the dye-sensitized solar cell 100 and is not particularly limited, but may be, for example, 0.005 to 4 mm.

触媒層22は、白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。ここで、炭素系材料としては、カーボンナノチューブが好適に用いられる。   The catalyst layer 22 is composed of platinum, a carbon-based material, a conductive polymer, or the like. Here, carbon nanotubes are suitably used as the carbon-based material.

(封止部)
封止部30としては、例えば変性ポリオレフィン樹脂、ビニルアルコール重合体などの熱可塑性樹脂、及び、紫外線硬化樹脂などの樹脂が挙げられる。変性ポリオレフィン樹脂としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体およびエチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。これらの樹脂は単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。
(Sealing part)
Examples of the sealing portion 30 include thermoplastic resins such as modified polyolefin resins and vinyl alcohol polymers, and resins such as ultraviolet curable resins. Examples of modified polyolefin resins include ionomers, ethylene-vinyl acetic anhydride copolymers, ethylene-methacrylic acid copolymers, and ethylene-vinyl alcohol copolymers. These resins can be used alone or in combination of two or more.

(電解質)
電解質40は、上述したように、ハロゲンと、ハロゲン化物塩と、ハロゲン化水素と、を含んでいる。そして、電解質40においては、ハロゲンとハロゲン化物塩とによって酸化還元対が形成されている。また上記ハロゲン、上記ハロゲン化物塩及び上記ハロゲン化水素は同一のハロゲン原子を有している。そして、上記ハロゲンの体積モル濃度Cが、上記ハロゲン化水素の体積モル濃度Cよりも大きくなっている、すなわちC/Cの値が1より大きくなっている。
(Electrolytes)
As described above, the electrolyte 40 contains halogen, a halide salt, and hydrogen halide. In the electrolyte 40, a redox pair is formed by the halogen and the halide salt. The halogen, the halide salt and the hydrogen halide have the same halogen atom. The volume molar concentration C 1 of the halogen is larger than the volume molar concentration C 2 of the hydrogen halide, that is, the value of C 1 / C 2 is larger than 1.

電解質40において、ハロゲン、ハロゲン化物塩及びハロゲン化水素を構成するハロゲン原子としては、例えば臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。   In the electrolyte 40, examples of the halogen atom constituting the halogen, halide salt, and hydrogen halide include a bromine atom and an iodine atom.

中でも、ハロゲン、ハロゲン化物塩及びハロゲン化水素を構成するハロゲン原子は、ヨウ素原子であることが好ましい。すなわち、ハロゲンがヨウ素であり、ハロゲン化物質塩がヨウ化物塩であり、ハロゲン化水素がヨウ化水素であることが好ましい。   Especially, it is preferable that the halogen atom which comprises a halogen, a halide salt, and a hydrogen halide is an iodine atom. That is, it is preferable that the halogen is iodine, the halide salt is an iodide salt, and the hydrogen halide is hydrogen iodide.

この場合、色素増感太陽電池100に用いる光増感色素のHOMO(結合性軌道)準位と電解質中のレドックス準位が適正な位置となるため、電子注入効率がより向上する。またヨウ素の還元反応が他のハロゲン種よりも優れているため、光励起した光増感色素を瞬時に基底状態に戻すことができ、光増感色素による逆反応等を妨げることができる。   In this case, since the HOMO (bonding orbital) level of the photosensitizing dye used in the dye-sensitized solar cell 100 and the redox level in the electrolyte are in proper positions, the electron injection efficiency is further improved. In addition, since the iodine reduction reaction is superior to other halogen species, the photosensitized photosensitizing dye can be instantaneously returned to the ground state, and the reverse reaction by the photosensitizing dye can be prevented.

電解質40に含まれるハロゲン化物塩としては、例えば、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラヘキシルアンモニウムブロマイド、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムブロマイド、1−エチル−3−プロピルイミダゾリウムブロマイド、ジメチルイミダゾリウムブロマイド、エチルメチルイミダゾリウムブロマイド、ジメチルプロピルイミダゾリウムブロマイド、ブチルメチルイミダゾリウムブロマイド、メチルプロピルイミダゾリウムブロマイドなどの臭化物塩、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、テトラメチルアンモニウムヨーダイド、テトラエチルアンモニウムヨーダイド、テトラブチルアンモニウムヨーダイド、テトラヘキシルアンモニウムヨーダイド、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムヨーダイド、1−エチル−3−プロピルイミダゾリウムヨーダイド、ジメチルイミダゾリウムヨーダイド、エチルメチルイミダゾリウムヨーダイド、ジメチルプロピルイミダゾリウムヨーダイド、ブチルメチルイミダゾリウムヨーダイド、又は、メチルプロピルイミダゾリウムヨーダイドなどのヨウ化物塩が挙げられる。   Examples of the halide salt contained in the electrolyte 40 include lithium bromide, sodium bromide, potassium bromide, tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, tetrahexylammonium bromide, 1-hexyl-3- Bromide salts such as methyl imidazolium bromide, 1-ethyl-3-propyl imidazolium bromide, dimethyl imidazolium bromide, ethyl methyl imidazolium bromide, dimethyl propyl imidazolium bromide, butyl methyl imidazolium bromide, methyl propyl imidazolium bromide, iodine Lithium iodide, sodium iodide, potassium iodide, tetramethylammonium iodide, tetraethylammonium iodide Tetrabutylammonium iodide, tetrahexylammonium iodide, 1-hexyl-3-methylimidazolium iodide, 1-ethyl-3-propylimidazolium iodide, dimethylimidazolium iodide, ethylmethylimidazolium iodide, Examples thereof include iodide salts such as dimethylpropylimidazolium iodide, butylmethylimidazolium iodide, and methylpropylimidazolium iodide.

また、電解質40に含まれるハロゲン化水素としては、例えば臭化水素、ヨウ化水素などが挙げられる。   Examples of the hydrogen halide contained in the electrolyte 40 include hydrogen bromide and hydrogen iodide.

ハロゲンとハロゲン化塩とによって形成される酸化還元対としては、ハロゲン化物イオンとポリハロゲン化物イオンの組合せ等が挙げられる。具体的には、I/I やBr/Br などが挙げられる。 Examples of the redox pair formed by halogen and a halide salt include combinations of halide ions and polyhalide ions. Specific examples include I / I 3 and Br / Br 3 .

電解質40においては、ハロゲンの体積モル濃度Cがハロゲン化水素の体積モル濃度Cの2倍以上、すなわちC/Cの値は2以上であることであることが好ましい。 In the electrolyte 40, molarity C 1 halogen twice more molarity C 2 hydrogen halide, that is, the value of C 1 / C 2 is preferably by 2 or more.

この場合、C/Cの値が2未満である場合に比べて、色素増感太陽電池100の光電変換特性を特に十分に向上させることができる。 In this case, as compared with the case where the value of C 1 / C 2 is less than 2, it is particularly well improve the photoelectric conversion characteristics of the dye-sensitized solar cell 100.

/Cの値は2.5〜300であることがより好ましく、10〜250であることがさらに好ましい。 The value of C 1 / C 2 is more preferably 2.5 to 300, and further preferably 10 to 250.

ハロゲンの体積モル濃度Cは、上述したように、ハロゲン化水素の体積モル濃度Cより大きければよい。 Molarity C 1 halogen, as described above, may be greater than the volume molar concentration C 2 of the hydrogen halide.

また、ハロゲン化水素の体積モル濃度Cは0.05〜15mMであることが好ましい。 The volume molar concentration C 2 of the hydrogen halide is preferably 0.05~15MM.

ハロゲン化水素の体積モル濃度Cが0.05〜15mMの範囲内にあると、Cが15mMを超える場合に比べて、色素増感太陽電池100の光電変換特性をより十分に向上させることができる。また、ハロゲン化水素の体積モル濃度Cが0.05〜15mMの範囲内にあると、Cが0.05mM未満である場合に比べて、ハロゲン化水素が酸化物半導体の価電子帯の準位を上げ、色素-酸化物半導体間の電子注入効率をより向上させることができる。 When molarity C 2 hydrogen halide is within the range of 0.05~15MM, the C 2 as compared with the case where more than 15 mM, to more sufficiently improve the photoelectric conversion characteristics of the dye-sensitized solar cell 100 Can do. The volume molar concentration C 2 of the hydrogen halide to be within the scope of 0.05~15MM, compared to the case C 2 is less than 0.05 mM, hydrogen halides of the valence band of the oxide semiconductor The level can be increased and the electron injection efficiency between the dye and the oxide semiconductor can be further improved.

は0.06〜14mMであることがより好ましく、0.07〜13mMであることがさらに好ましい。 C 2 is more preferably from 0.06~14MM, further preferably 0.07~13MM.

電解質40は、さらに有機溶媒を含んでいてもよい。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、バレロニトリル、ピバロニトリル、グルタロニトリル、メタクリロニトリル、イソブチロニトリル、フェニルアセトニトリル、アクリロニトリル、スクシノニトリル、オキサロニトリル、ペンタニトリル、アジポニトリルなどを用いることができる。これらは1種類を単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。   The electrolyte 40 may further contain an organic solvent. As an organic solvent, acetonitrile, methoxyacetonitrile, methoxypropionitrile, propionitrile, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, valeronitrile, pivalonitrile, glutaronitrile, methacrylonitrile, isobutyronitrile, Phenylacetonitrile, acrylonitrile, succinonitrile, oxalonitrile, pentanitrile, adiponitrile and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

また電解質40は、さらに添加剤を含んでもよい。添加剤としては、4−t−ブチルピリジン、グアニジウムチオシアネート、1−メチルベンゾイミダゾール、1-ブチルベンゾイミダゾールなどが挙げられる。   The electrolyte 40 may further contain an additive. Examples of the additive include 4-t-butylpyridine, guanidinium thiocyanate, 1-methylbenzimidazole, and 1-butylbenzimidazole.

さらに電解質40としては、上記電解質にSiO、TiO、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットゲル電解質を用いてもよく、また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてゲル化した電解質を用いてもよい。 Further, as the electrolyte 40, a nano-composite gel electrolyte, which is a pseudo-solid electrolyte formed by kneading nanoparticles such as SiO 2 , TiO 2 , carbon nanotubes, etc. into the electrolyte, may be used, and polyvinylidene fluoride may be used. Alternatively, an electrolyte gelled with an organic gelling agent such as a polyethylene oxide derivative or an amino acid derivative may be used.

(光増感色素)
光増感色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素が挙げられる。中でも、ターピリジン構造を含む配位子を有するルテニウム錯体が好ましい。この場合、色素増感太陽電池100の光電変換特性をより向上させることができる。
(Photosensitizing dye)
Examples of the photosensitizing dye include a ruthenium complex having a ligand containing a bipyridine structure, a terpyridine structure, and the like, and organic dyes such as porphyrin, eosin, rhodamine, and merocyanine. Among these, a ruthenium complex having a ligand containing a terpyridine structure is preferable. In this case, the photoelectric conversion characteristics of the dye-sensitized solar cell 100 can be further improved.

なお、色素増感太陽電池100が屋内や低照度(10〜10000lux)の環境下において使用される場合には、光増感色素として、ビピリジン構造を含む配位子を有するルテニウム錯体を用いることが好ましい。   In addition, when the dye-sensitized solar cell 100 is used indoors or in an environment with low illuminance (10 to 10,000 lux), a ruthenium complex having a ligand containing a bipyridine structure may be used as the photosensitizing dye. preferable.

次に、上述した色素増感太陽電池100の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell 100 described above will be described.

まず1つの透明基板11の上に、透明導電膜12を形成してなる透明導電性基板15を用意する。   First, a transparent conductive substrate 15 formed by forming a transparent conductive film 12 on one transparent substrate 11 is prepared.

透明導電膜12の形成方法としては、スパッタリング法、蒸着法、スプレー熱分解法(SPD:Spray Pyrolysis
Deposition)及びCVD法などが用いられる。
As a method of forming the transparent conductive film 12, a sputtering method, a vapor deposition method, a spray pyrolysis method (SPD: Spray Pyrolysis).
Deposition) and CVD methods are used.

次に、透明導電膜12の上に、酸化物半導体層13を形成する。酸化物半導体層13は、酸化物半導体粒子を含む多孔質酸化物半導体層形成用ペーストを印刷した後、焼成して形成する。   Next, the oxide semiconductor layer 13 is formed over the transparent conductive film 12. The oxide semiconductor layer 13 is formed by printing a porous oxide semiconductor layer forming paste containing oxide semiconductor particles, followed by firing.

酸化物半導体層形成用ペーストは、上述した酸化物半導体粒子のほか、ポリエチレングリコールなどの樹脂及び、テレピネオールなどの溶媒を含む。   The oxide semiconductor layer forming paste includes a resin such as polyethylene glycol and a solvent such as terpineol in addition to the oxide semiconductor particles described above.

酸化物半導体層形成用ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷法、ドクターブレード法、又は、バーコート法などを用いることができる。   As a method for printing the oxide semiconductor layer forming paste, for example, a screen printing method, a doctor blade method, a bar coating method, or the like can be used.

焼成温度は酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は350〜600℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子の材質により異なるが、通常は1〜5時間である。   The firing temperature varies depending on the material of the oxide semiconductor particles, but is usually 350 to 600 ° C., and the firing time also varies depending on the material of the oxide semiconductor particles, but is usually 1 to 5 hours.

こうして作用極10が得られる。   Thus, the working electrode 10 is obtained.

次に、作用極10の酸化物半導体層13の表面に光増感色素を吸着させる。このためには、作用極10を、光増感色素を含有する溶液の中に浸漬させ、その光増感色素を酸化物半導体層13に吸着させた後に上記溶液の溶媒成分で余分な光増感色素を洗い流し、乾燥させることで、光増感色素を酸化物半導体層13に吸着させればよい。但し、光増感色素を含有する溶液を酸化物半導体層13に塗布した後、乾燥させることによって光増感色素を酸化物半導体層13に吸着させてもよい。   Next, a photosensitizing dye is adsorbed on the surface of the oxide semiconductor layer 13 of the working electrode 10. For this purpose, the working electrode 10 is immersed in a solution containing a photosensitizing dye, the photosensitizing dye is adsorbed on the oxide semiconductor layer 13, and then the excess photosensitizer is added with the solvent component of the solution. The photosensitizing dye may be adsorbed to the oxide semiconductor layer 13 by washing away the dye and drying it. However, the photosensitizing dye may be adsorbed to the oxide semiconductor layer 13 by applying a solution containing the photosensitizing dye to the oxide semiconductor layer 13 and then drying the solution.

次に、電解質40を用意する。電解質40は、上述したハロゲン、ハロゲン化物塩及びハロゲン化水素を含み、C/Cの値が1より大きくなるように調製することによって得られる。このとき、電解質40においては、ハロゲンとハロゲン化物塩とによって酸化還元対が形成される。 Next, the electrolyte 40 is prepared. The electrolyte 40 contains the halogen, halide salt, and hydrogen halide described above, and is obtained by adjusting the C 1 / C 2 value to be greater than 1. At this time, in the electrolyte 40, a redox pair is formed by the halogen and the halide salt.

そして、酸化物半導体層13の上に、電解質40を配置する。電解質40は、例えばスクリーン印刷等の印刷法によって配置することが可能である。   Then, the electrolyte 40 is disposed on the oxide semiconductor layer 13. The electrolyte 40 can be disposed by a printing method such as screen printing.

次に、環状の封止部形成体を準備する。封止部形成体は、例えば封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに1つの四角形状の開口を形成することによって得ることができる。   Next, an annular sealing portion forming body is prepared. The sealing part forming body can be obtained, for example, by preparing a sealing resin film and forming one rectangular opening in the sealing resin film.

そして、この封止部形成体を、作用極10の上に接着させる。このとき、封止部形成体の作用極10への接着は、例えば封止部形成体を加熱溶融させることによって行うことができる。   Then, the sealing portion forming body is bonded onto the working electrode 10. At this time, adhesion of the sealing portion forming body to the working electrode 10 can be performed by, for example, heating and melting the sealing portion forming body.

次に、対極20を用意し、封止部形成体の開口を塞ぐように配置した後、封止部形成体と貼り合わせる。このとき、対極20にも予め封止部形成体を接着させておき、この封止部形成体を作用極10側の封止部形成体と貼り合せてもよい。対極20の封止部形成体への貼合せは、大気圧下で行っても減圧下で行ってもよいが、減圧下で行うことが好ましい。   Next, the counter electrode 20 is prepared and disposed so as to close the opening of the sealing portion forming body, and then bonded to the sealing portion forming body. At this time, the sealing portion forming body may be bonded to the counter electrode 20 in advance, and the sealing portion forming body may be bonded to the sealing portion forming body on the working electrode 10 side. Lamination of the counter electrode 20 to the sealing portion forming body may be performed under atmospheric pressure or under reduced pressure, but is preferably performed under reduced pressure.

以上のようにして色素増感太陽電池100が得られる。   The dye-sensitized solar cell 100 is obtained as described above.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、透明導電性基板15上に多孔質酸化物半導体層13が設けられ、こちら側から受光する構造となっているが、多孔質酸化物半導体層13が形成される基材に不透明な材料(例えば金属基板)を用い、対極20を形成する基材に透明な材料を用いて対極側から受光する構造をとっても構わず、さらに、両面から受光する構造としても構わない。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the porous oxide semiconductor layer 13 is provided on the transparent conductive substrate 15 to receive light from this side, but the base material on which the porous oxide semiconductor layer 13 is formed is provided. An opaque material (for example, a metal substrate) may be used, a transparent material may be used for the base material on which the counter electrode 20 is formed, and a structure for receiving light from the counter electrode side may be used.

以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1〜4及び比較例1〜3)
<色素増感太陽電池用電解質の調製>
ジメチルプロピルイミダゾリウムヨーダイド(DMPImI)3.1g及び3−メトキシプロピオニトリル20mLの混合物に、1−メチルベンゾイミダゾール0.2g、グアニジウムチオシアネート(GuSCN)0.2g、ヨウ素及びヨウ化水素を添加し、色素増感太陽電池用電解質を調製した。このとき、ヨウ素については、電解質中のヨウ素の体積モル濃度Cが30mMとなるように、ヨウ化水素については、電解質中の体積モル濃度Cが表1に記載された体積モル濃度になるように添加した。ここで、ヨウ素の体積モル濃度Cは紫外可視(UV-vis)分光光度計を用いた吸光光度法により、ヨウ化水素の体積モル濃度は水酸化カリウムを用いた中和滴定により定量した。こうして、色素増感太陽電池用電解質を調製した。この電解質においては、ヨウ素とヨウ化水素とによって酸化還元対が形成されていた。
(Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3)
<Preparation of electrolyte for dye-sensitized solar cell>
To a mixture of 3.1 g of dimethylpropylimidazolium iodide (DMPImI) and 20 mL of 3-methoxypropionitrile, 0.2 g of 1-methylbenzimidazole, 0.2 g of guanidinium thiocyanate (GuSCN), iodine and hydrogen iodide were added. This was added to prepare a dye-sensitized solar cell electrolyte. At this time, for the iodine, as molarity C 1 of iodine in the electrolyte is 30 mM, for hydrogen iodide, molarity C 2 in the electrolyte is molarity listed in Table 1 Was added as follows. Here, molarity C 1 iodine by ultraviolet-visible (UV-vis) absorption spectroscopy using a spectrophotometer, molarity of hydrogen iodide was determined by neutralization titration with potassium hydroxide. Thus, an electrolyte for a dye-sensitized solar cell was prepared. In this electrolyte, an oxidation-reduction pair was formed by iodine and hydrogen iodide.

<色素増感太陽電池の作製>
はじめに、ガラス基板上にFTO膜が形成されたFTO/ガラス基板を準備した。そして、このFTO/ガラス基板を洗浄し、この基板にUV−O処理を行い、その基板上にスクリーン印刷により、酸化チタンを含有する酸化チタンナノ粒子ペーストを塗布し、50×50mmの膜を作製し、150℃で10分間乾燥させた。こうして、未焼成基板を得た。その後、この未焼成基板をオーブンに入れて酸化チタンナノ粒子ペーストを500℃で1時間焼成し、FTO膜上に、厚さ14μmの多孔質酸化チタン層を形成し、作用極を得た。
<Preparation of dye-sensitized solar cell>
First, an FTO / glass substrate having an FTO film formed on a glass substrate was prepared. Then, this FTO / glass substrate is cleaned, this substrate is subjected to UV-O 3 treatment, and a titanium oxide nanoparticle paste containing titanium oxide is applied onto the substrate by screen printing to produce a 50 × 50 mm film. And dried at 150 ° C. for 10 minutes. Thus, an unfired substrate was obtained. Thereafter, this unfired substrate was put in an oven, and the titanium oxide nanoparticle paste was fired at 500 ° C. for 1 hour to form a porous titanium oxide layer having a thickness of 14 μm on the FTO film, thereby obtaining a working electrode.

次に、光増感色素であるZ907色素を、アセトニトリルとt−ブチルアルコールとを1:1(体積比)で混合した混合溶媒中に溶かして色素溶液を作製した。そして、この色素溶液中に上記作用極を24時間浸漬させ、多孔質酸化チタン層に光増感色素を担持させた。   Next, Z907 dye, which is a photosensitizing dye, was dissolved in a mixed solvent in which acetonitrile and t-butyl alcohol were mixed at 1: 1 (volume ratio) to prepare a dye solution. Then, the working electrode was immersed in this dye solution for 24 hours, and the photosensitizing dye was supported on the porous titanium oxide layer.

一方、作用極の作製で使用したFTO/ガラス基板を用意し、この基板上にスパッタリング法によってPtを堆積させた。こうして対極を得た。   On the other hand, an FTO / glass substrate used for production of the working electrode was prepared, and Pt was deposited on this substrate by a sputtering method. In this way, a counter electrode was obtained.

次に、作用極の上に、アイオノマーであるハイミラン(商品名、三井・デュポンポリケミカル社製)からなる環状の熱可塑性樹脂シートを配置した。このとき、環状の熱可塑性樹脂シートの内側に、多孔質酸化チタン層が配置されるようにした。そして、熱可塑性樹脂シートを180℃で5分間加熱し溶融させて作用極に接着させた。   Next, on the working electrode, an annular thermoplastic resin sheet made of high Milan (trade name, manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.), which is an ionomer, was placed. At this time, the porous titanium oxide layer was arranged inside the annular thermoplastic resin sheet. The thermoplastic resin sheet was heated and melted at 180 ° C. for 5 minutes to adhere to the working electrode.

他方、上記のようにして調製した電解質をスクリーン印刷法によって、作用極に多孔質酸化チタン層を覆うように塗布した。   On the other hand, the electrolyte prepared as described above was applied to the working electrode so as to cover the porous titanium oxide layer by screen printing.

そして作用極に対し、対極を、作用極との間に電解質を挟むように重ね合わせ、封止部を減圧下(1000Pa)で加熱溶融することによって対極と封止部とを接着させた。   Then, the counter electrode was superposed on the working electrode so that the electrolyte was sandwiched between the working electrode and the sealing portion was heated and melted under reduced pressure (1000 Pa) to bond the counter electrode and the sealing portion.

こうして色素増感太陽電池を得た。   Thus, a dye-sensitized solar cell was obtained.

<特性の評価>
(光電変換特性)
上記のようにして得られた上記実施例1〜4及び比較例1〜3の色素増感太陽電池について、光電変換効率η(%)を測定した。そして、比較例1を基準として、下記式に基づいて光電変換効率ηの増大率を算出した。結果を表1に示す。

光電変換効率の増大率(%)=100×(実施例又は比較例の光電変換効率−比較例1の光電変換効率)/比較例1の光電変換効率

このとき、光電変換効率の測定は、Xeランプソーラーシミュレータ(山下電装社製YSS−150)とIVテスタ(英光精機社製MP−160)を使用して行った。

Figure 2014199785
<Evaluation of characteristics>
(Photoelectric conversion characteristics)
For the dye-sensitized solar cells of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3 obtained as described above, the photoelectric conversion efficiency η (%) was measured. And the increase rate of photoelectric conversion efficiency (eta) was computed based on the following formula on the basis of the comparative example 1. FIG. The results are shown in Table 1.

Rate of increase in photoelectric conversion efficiency (%) = 100 × (photoelectric conversion efficiency of example or comparative example−photoelectric conversion efficiency of comparative example 1) / photoelectric conversion efficiency of comparative example 1

At this time, the photoelectric conversion efficiency was measured using a Xe lamp solar simulator (YSS-150 manufactured by Yamashita Denso Co., Ltd.) and an IV tester (MP-160 manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd.).
Figure 2014199785

表1に示す結果より、比較例1を基準とした実施例1〜4の色素増感太陽電池の光電変換効率は、16%以上と非常に大きくなることがわかった。   From the results shown in Table 1, it was found that the photoelectric conversion efficiencies of the dye-sensitized solar cells of Examples 1 to 4 on the basis of Comparative Example 1 were as large as 16% or more.

以上より、本発明の色素増感太陽電池用電解質によれば、色素増感太陽電池の光電変換特性を十分に向上させることができることが確認された。   As mentioned above, according to the electrolyte for dye-sensitized solar cells of this invention, it was confirmed that the photoelectric conversion characteristic of a dye-sensitized solar cell can fully be improved.

11…透明基板
12…透明導電膜
13…酸化物半導体層
15…透明導電性基板(第1電極)
20…対極(第2電極)
40…電解質
100…色素増感太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Transparent substrate 12 ... Transparent electrically conductive film 13 ... Oxide semiconductor layer 15 ... Transparent conductive substrate (1st electrode)
20 ... Counter electrode (second electrode)
40 ... Electrolyte 100 ... Dye-sensitized solar cell

Claims (5)

ハロゲンと、
ハロゲン化物塩と、
ハロゲン化水素とを含み、
前記ハロゲンと前記ハロゲン化物塩とによって酸化還元対が形成され、
前記ハロゲン、前記ハロゲン化物塩、及び前記ハロゲン化水素が同一のハロゲン原子を有し、
前記ハロゲンの体積モル濃度Cが、前記ハロゲン化水素の体積モル濃度Cよりも大きい色素増感太陽電池用電解質。
Halogen,
A halide salt;
Including hydrogen halide,
A redox pair is formed by the halogen and the halide salt,
The halogen, the halide salt, and the hydrogen halide have the same halogen atom;
An electrolyte for a dye-sensitized solar cell, wherein the halogen molar concentration C 1 is larger than the hydrogen halide volume molar concentration C 2 .
前記ハロゲンの体積モル濃度Cが、前記ハロゲン化水素の体積モル濃度Cの2倍以上である請求項1に記載の色素増感太陽電池用電解質。 2. The dye-sensitized solar cell electrolyte according to claim 1, wherein the halogen molar concentration C 1 is at least twice the volume molar concentration C 2 of the hydrogen halide. 前記ハロゲン化水素の体積モル濃度Cが0.05〜15mMである請求項1又は2に記載の色素増感太陽電池用電解質。 3. The dye-sensitized solar cell electrolyte according to claim 1, wherein a volume molar concentration C 2 of the hydrogen halide is 0.05 to 15 mM. 前記ハロゲン原子がヨウ素原子である請求項1〜3のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池用電解質。   The said halogen atom is an iodine atom, The electrolyte for dye-sensitized solar cells as described in any one of Claims 1-3. 透明基板及び前記透明基板上に設けられる透明導電膜を有する第1電極と、
前記第1電極に対向する第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極に設けられる酸化物半導体層と、
前記第1電極及び前記第2電極の間に設けられる電解質と、
前記酸化物半導体層に吸着される光増感色素とを備え、
前記電解質が、請求項1〜4のいずれか一項に記載の色素増感太陽電池用電解質である色素増感太陽電池。
A first electrode having a transparent substrate and a transparent conductive film provided on the transparent substrate;
A second electrode facing the first electrode;
An oxide semiconductor layer provided on the first electrode or the second electrode;
An electrolyte provided between the first electrode and the second electrode;
A photosensitizing dye adsorbed on the oxide semiconductor layer,
The dye-sensitized solar cell whose electrolyte is the electrolyte for dye-sensitized solar cells as described in any one of Claims 1-4.
JP2013075448A 2013-03-30 2013-03-30 Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell Active JP5380617B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013075448A JP5380617B1 (en) 2013-03-30 2013-03-30 Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell
PCT/JP2013/083826 WO2014162641A1 (en) 2013-03-30 2013-12-18 Electrolyte for dye-sensitised solar cell, and dye-sensitised solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013075448A JP5380617B1 (en) 2013-03-30 2013-03-30 Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5380617B1 JP5380617B1 (en) 2014-01-08
JP2014199785A true JP2014199785A (en) 2014-10-23

Family

ID=50036525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013075448A Active JP5380617B1 (en) 2013-03-30 2013-03-30 Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5380617B1 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012104427A (en) * 2010-11-12 2012-05-31 Everlight Usa Inc Electrolyte composition and dye sensitized solar cell including the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP5380617B1 (en) 2014-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013251058A (en) Dye-sensitized solar cell
WO2012108520A1 (en) Dye-sensitized solar cell
JP5380618B1 (en) Electrolyte for dye-sensitized solar cell, method for producing the same, and dye-sensitized solar cell
EP2683019B1 (en) Dye-sensitized solar cell for low light intensities
JP5380617B1 (en) Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell
JP5802819B1 (en) Electrolyte for dye-sensitized photoelectric conversion element for low illuminance, and dye-sensitized photoelectric conversion element for low illuminance using the same
JP6120926B2 (en) Dye-sensitized photoelectric conversion element
EP3223288B1 (en) Dye-sensitized photoelectric conversion element
JP6215651B2 (en) Electrode and dye-sensitized solar cell having the same
JP6773859B1 (en) Electrolyte for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element
JP5791770B1 (en) Electrolyte for dye-sensitized solar cell element, and dye-sensitized solar cell element using the same
WO2014162641A1 (en) Electrolyte for dye-sensitised solar cell, and dye-sensitised solar cell
JP6076539B2 (en) Electrolyte for dye-sensitized solar cell element, and dye-sensitized solar cell element using the same
JP6584883B2 (en) Electrolyte for dye-sensitized photoelectric conversion element and dye-sensitized photoelectric conversion element using the same
JP6576784B2 (en) Electrolyte for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element using the same
JP5689773B2 (en) Photoelectric conversion element electrode, photoelectric conversion element, and silver paste used for manufacturing photoelectric conversion element electrode
JP5627785B2 (en) Dye-sensitized solar cell and method for producing the same
WO2015190608A1 (en) Dye-sensitized solar cell element
JP2020205348A (en) Electrolyte for photoelectric conversion element, photoelectric conversion element arranged by use thereof, and electrode structure for photoelectric conversion element
EP3220400A1 (en) Photoelectric conversion element
JP2021128980A (en) Electrolyte for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element
JP2014110133A (en) Low-illuminance dye-sensitized solar cell
EP3226272A1 (en) Photoelectric conversion element
JP2015022889A (en) Dye-sensitized solar cell
JP2016134479A (en) Photoelectric conversion element and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130930

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5380617

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250