JP2015154070A - Photoelectric conversion element using sensitizing dye of salicylaldehyde derivative - Google Patents

Photoelectric conversion element using sensitizing dye of salicylaldehyde derivative Download PDF

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雅司 橋本
翔也 関口
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翔也 関口
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excellent photoelectric conversion element having high photoelectric conversion efficiency, and a solar cell including the element.SOLUTION: In the dye-sensitized photoelectric conversion element, at least a semiconductor layer obtained by carrying a sensitizing dye on a semiconductor and a charge transport layer are provided between a pair of electrodes facing each other. The sensitizing dye contains a compound represented by general formula [1]. [In the general formula [1], O is an oxygen atom; H is a hydrogen atom; and Rto Rare each selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group, an amino group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a heteroaryl group.]

Description

本発明は、サリチルアルデヒド誘導体の増感色素を用いた光電変換素子及び太陽電池に関する。      The present invention relates to a photoelectric conversion element and a solar cell using a sensitizing dye of a salicylaldehyde derivative.

近年、安全・安心なエネルギーとして太陽光の利用が精力的に検討されている。現在、実用化されているものは、住宅用の単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン及びテルル化カドミウムやセレン化インジウム銅等の無機系太陽電池が挙げられる。  In recent years, the use of sunlight as a safe and secure energy has been energetically studied. Examples of products that are currently in practical use include residential single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and inorganic solar cells such as cadmium telluride and indium copper selenide.

例えば、シリコン系では30%を超える変換効率を示すものもあるが、そこに用いられるシリコンは非常に純度の高いものが要求され、精製工程で多量の電力を投入する必要がある。したがって、純粋に生み出されている電力量で考えるとエネルギー問題の解決に、直結することはできないと考えられる。  For example, some silicon-based materials exhibit conversion efficiencies exceeding 30%, but the silicon used therein is required to have a very high purity, and it is necessary to input a large amount of power in the purification process. Therefore, if we consider purely the amount of electricity generated, we can't think it will be directly linked to solving the energy problem.

こうした状況の中で、良好な特性を示す太陽電池がスイスのグレッツェル博士らによって報告された(非特許文献1参照)。提案された電池は色素増感型太陽電池であり、ルテニウム錯体で分光増感された酸化チタン多孔質薄膜を作用電極とする湿式太陽電池である。この方式の利点は酸化チタン等の安価な金属化合物半導体を高純度まで精製する必要がない。したがって、製造時に投入する電力はシリコン系太陽電池に比べ圧倒的に少なく、エネルギー問題を真に解決することができることが期待できる。  Under such circumstances, a solar cell exhibiting good characteristics has been reported by Dr. Gretzell of Switzerland (see Non-Patent Document 1). The proposed battery is a dye-sensitized solar cell, which is a wet solar cell using a titanium oxide porous thin film spectrally sensitized with a ruthenium complex as a working electrode. The advantage of this method is that it is not necessary to purify an inexpensive metal compound semiconductor such as titanium oxide to a high purity. Therefore, the electric power input at the time of manufacture is overwhelmingly smaller than that of silicon solar cells, and it can be expected that the energy problem can be solved truly.

この電池の色素は、ルテニウム錯体に限られるものではなく、可視光から赤外光に及ぶ幅広い範囲の吸収領域を持つ色素を用いることができる。しかし、最も研究が盛んに行われているルテニウム錯体を用いた場合でも、変換効率は理論値の30%程度と低く、さらに高い光電変換効率を示す増感色素が求められている。  The dye of this battery is not limited to the ruthenium complex, and a dye having a wide range of absorption region from visible light to infrared light can be used. However, even when a ruthenium complex that has been most actively studied is used, the conversion efficiency is as low as about 30% of the theoretical value, and a sensitizing dye exhibiting a higher photoelectric conversion efficiency is demanded.

特開2010−100850JP2010-1000085

B.O’Regan,M.Gratzel,Nature,353,737(1991)B. O'Regan, M.M. Gratzel, Nature, 353, 737 (1991) Y.Bai,J.Zhang,D.Zhou,Y.Wang,M.Zhang,P.Wang,J.Am.Chem.Soc.,113、11442(2011)Y. Bai, J .; Zhang, D.C. Zhou, Y .; Wang, M .; Zhang, P.A. Wang, J .; Am. Chem. Soc. , 113, 11442 (2011)

これまでに、色素増感太陽電池の高効率化のために、多くの増感色素の開発が進められているが、未だその効率は不十分である。半導体電極に色素を吸着させる置換基(アンカリングユニット)として、特許文献(特開2010−100850)に開示されているルテニウム錯体ではカルボキシル基が用いられている。また非特許文献2に開示されているD−π‐A色素もカルボキシル基が用いられている。光電変換効率の向上のために、カルボキシル基に代わる新規なアンカリングユニットが求められている。  So far, many sensitizing dyes have been developed for improving the efficiency of dye-sensitized solar cells, but the efficiency is still insufficient. As a substituent (anchoring unit) for adsorbing the dye to the semiconductor electrode, a carboxyl group is used in the ruthenium complex disclosed in the patent document (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-1000085). The D-π-A dye disclosed in Non-Patent Document 2 also uses a carboxyl group. In order to improve the photoelectric conversion efficiency, a novel anchoring unit replacing a carboxyl group is required.

本発明にかかわるサリチルアルデヒド誘導体の増感色素を、半導体電極に担持し、短絡電流密度を増大する高効率な光電変換素子を提供することを目的とする。  An object of the present invention is to provide a highly efficient photoelectric conversion element in which a sensitizing dye of a salicylaldehyde derivative according to the present invention is carried on a semiconductor electrode and the short-circuit current density is increased.

よって、本発明は、下記一般式で示されることを特徴とするサリチルアルデヒド化合物を用いた光電変換素子を提供するTherefore, the present invention provides a photoelectric conversion element using a salicylaldehyde compound, which is represented by the following general formula.

本発明によれば、本発明にかかわるサリチルアルデヒド化合物を用いた光電変換素子は、光電変換効率の高い光電発光素子を提供することができる。  According to the present invention, the photoelectric conversion element using the salicylaldehyde compound according to the present invention can provide a photoelectric light-emitting element having high photoelectric conversion efficiency.

図1は、本発明の光電変換素子の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the photoelectric conversion element of the present invention.

以下、本発明について詳細に説明する。まず、下記一般式[1]で示される本発明のサリチルアルデヒド化合物について説明する。  Hereinafter, the present invention will be described in detail. First, the salicylaldehyde compound of the present invention represented by the following general formula [1] will be described.

本発明に係るサリチルアルデヒド化合物は下記一般式[1]で示される。

Figure 2015154070
〔一般式[1]において、Oは酸素原子であり、Hは水素原子である。
乃至Rは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換または無置換のアルキル基、アミノ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。〕The salicylaldehyde compound according to the present invention is represented by the following general formula [1].
Figure 2015154070
[In General Formula [1], O is an oxygen atom, and H is a hydrogen atom.
R 1 to R 4 are selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group, an amino group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. ]

ハロゲン原子として、好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子である。真空蒸着法で色素の精製を行う場合、昇華性の観点から、フッ素原子が特に好ましい。  The halogen atom is preferably a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom. When purifying the dye by a vacuum deposition method, a fluorine atom is particularly preferable from the viewpoint of sublimation.

置換または無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、オクチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。アルキル基は、炭素数が2以上のとき、アルキル基中の1つ又は隣接しない2つ以上のメチレン基が−O−で置換されていてもよい。アルキル基中の水素原子がフッ素原子に置換されて、例えば、トリフルオロメチル基等となっていてもよい。  Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a normal propyl group, an isopropyl group, a normal butyl group, a tertiary butyl group, an octyl group, and a cyclohexyl group. When the alkyl group has 2 or more carbon atoms, one or two or more methylene groups not adjacent to each other in the alkyl group may be substituted with -O-. A hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom to form, for example, a trifluoromethyl group.

これらのアルキル基のうち、色素の凝集抑制の観点から、好ましくは、イソプロピル基、ターシャリーブチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基である。より好ましくは、イソプロピル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基である。さらに好ましくは、イソプロピル基、ターシャリーブチル基である。  Of these alkyl groups, an isopropyl group, a tertiary butyl group, an octyl group, a cyclohexyl group, and a trifluoromethyl group are preferable from the viewpoint of suppressing aggregation of the dye. More preferred are isopropyl group, tertiary butyl group, and trifluoromethyl group. More preferred are isopropyl group and tertiary butyl group.

置換アミノ基は、電子供与性の観点から、好ましくは、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基である。特に好ましくは、ジフェニルアミノ基である。  The substituted amino group is preferably a dimethylamino group, a diphenylamino group, or a ditolylamino group from the viewpoint of electron donating properties. Particularly preferred is a diphenylamino group.

置換基を有してもよいアルケニル基として、エテニル基、ブテニル基等が挙げられる。光安定性の観点からエテテニルが好ましい。  Examples of the alkenyl group which may have a substituent include an ethenyl group and a butenyl group. Ethethenyl is preferred from the viewpoint of light stability.

置換基を有してもよいアルキニル基、としてエチニル基、ジアセチレニル基等があげられるが、光安定性の観点からエチニル基が好ましい。  Examples of the alkynyl group which may have a substituent include an ethynyl group and a diacetylenyl group, and the ethynyl group is preferable from the viewpoint of light stability.

置換基を有してもよいアリール基として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、フルオランテニル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基等が挙げられる。  As an aryl group which may have a substituent, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, fluorenyl group, naphthyl group, fluoranthenyl group, anthryl group, phenanthryl group, pyrenyl group, tetracenyl group, pentacenyl group, triphenylenyl group And perylenyl group.

分子内電子移動の観点から、好ましくは、フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基である。より好ましくは、フルオレニル基、ナフチル基である。  From the viewpoint of intramolecular electron transfer, a phenyl group, a fluorenyl group, and a naphthyl group are preferable. More preferably, they are a fluorenyl group and a naphthyl group.

置換基を有してもよいヘテロアリール基として、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、チエノチエニル基、フェナントロリル基、フェナジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジチエノチエニル基、カルバゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、シクロアジル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、ポルフィリニル基、フタロシアニル基等が挙げられる。  As the heteroaryl group which may have a substituent, thienyl group, pyrrolyl group, pyridyl group, pyrazyl group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, phenanthridinyl group, acridinyl group, naphthyridinyl group, quinoxalinyl Group, quinazolinyl group, cinnolinyl group, phthalazinyl group, thienothienyl group, phenanthroyl group, phenazinyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, dithienothienyl group, carbazolyl group, benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, cycloazyl group, Examples thereof include a benzoimidazolyl group, a benzothiazolyl group, a benzothiadiazolyl group, a porphyrinyl group, and a phthalocyanyl group.

分子内導電性の観点から、好ましくはキノリニル基、ベンゾチエニル基、チエノチエニル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基、ジチエノチエニル基、ポルフィリニル基、フタロシアニル基である。より好ましくは、チエノチエニル基、ジチエノチエニル基、ポルフィリニル基である。  From the viewpoint of intramolecular conductivity, a quinolinyl group, a benzothienyl group, a thienothienyl group, a dibenzothienyl group, a carbazolyl group, a dithienothienyl group, a porphyrinyl group, or a phthalocyanyl group is preferable. More preferred are a thienothienyl group, a dithienothienyl group, and a porphyrinyl group.

上記のアリール基及び複素環基が有してもよい置換基としては特に限定は無いが、好ましくは、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至20のアルキル基、置換アミノ基、置換または無置換のアリール基、ヘテロアリール基である。アルキル基は、炭素数が2以上のとき、アルキル基中の1つ又は隣接しない2つ以上のメチレン基が−O−で置換されていてもよい。またアルキル基は、水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい。アルキル基、置換アミノ基、置換または無置換のアリール基、ヘテロアリール基の具体例は、上述したR乃至Rに導入される置換基であるアルキル基、置換アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基の具体例と同様である。The substituent that the aryl group and heterocyclic group may have is not particularly limited, but is preferably a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted amino group, a substituted or unsubstituted aryl. Group, a heteroaryl group. When the alkyl group has 2 or more carbon atoms, one or two or more methylene groups not adjacent to each other in the alkyl group may be substituted with -O-. In the alkyl group, a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom. Specific examples of the alkyl group, the substituted amino group, the substituted or unsubstituted aryl group, and the heteroaryl group include the alkyl group, substituted amino group, aryl group, and heteroaryl which are substituents introduced into the above-described R 1 to R 4. This is the same as the specific example of the group.

これらの置換基のうち、分子内導電性と色素の凝集抑制の観点から、好ましくは、フッ素原子、トリフルオロメチル基、オクチル基、ターシャリーブチル基、ジターシャリーブチルアミノ基、フェニル基である。より好ましくは、フッ素、トリフルオロメチル基、メチル基、ターシャリーブチル基、オクチル基である。特に好ましくは、ターシャリーブチル基、オクチル基である。  Of these substituents, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, an octyl group, a tertiary butyl group, a ditertiary butylamino group, and a phenyl group are preferable from the viewpoint of intramolecular conductivity and dye aggregation suppression. More preferred are fluorine, trifluoromethyl group, methyl group, tertiary butyl group and octyl group. Particularly preferred are a tertiary butyl group and an octyl group.

これまでに、本発明のサリチルアルデヒド化合物において、式[1]中のR乃至Rが有してもよい置換基について述べてきた。So far, in the salicylaldehyde compound of the present invention, the substituents that R 1 to R 4 in the formula [1] may have have been described.

また、本発明に係るサリチルアルデヒド化合物は下記一般式[2]で示される。

Figure 2015154070
〔一般式[2]において、Oは酸素原子であり、Hは水素原子である。
乃至Rは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換または無置換のアルキル基、アミノ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。R乃至Rは、水素原子、置換または無置換のアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。X1は2価の連結基であり置換または無置換のアリーレン基、ヘテロアリーレン基、アゾ基、アミド基、エステル基、アルケニレン基、アルキニレン基のうちの少なくとも一つを含み、また、同種または異種を複数個の組み合わせた2価の連結基でもよい。〕The salicylaldehyde compound according to the present invention is represented by the following general formula [2].
Figure 2015154070
[In General Formula [2], O is an oxygen atom, and H is a hydrogen atom.
R 1 to R 4 are selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group, an amino group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. R 5 to R 6 are selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. X1 is a divalent linking group and includes at least one of a substituted or unsubstituted arylene group, heteroarylene group, azo group, amide group, ester group, alkenylene group, alkynylene group, and is the same or different. A plurality of combined divalent linking groups may be used. ]

上記一般式[2]のR乃至Rに導入される置換基であるハロゲン原子、アルキル基、置換アミノ基、置換または無置換のアルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基は、一般式[1]の具体例と同様である。A halogen atom, an alkyl group, a substituted amino group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a heteroaryl group, which are substituents introduced into R 1 to R 4 of the above general formula [2], This is the same as the specific example of Formula [1].

上記一般式[2]のX1導入される2価の連結基は、置換または無置換のアリーレン基としては、フルオレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基等があげられる。  Examples of the divalent linking group introduced with X1 in the general formula [2] include a fluorenylene group, a pyrenylene group, a chrysenylene group and the like as a substituted or unsubstituted arylene group.

置換または無知間のヘテロアリーレン基として、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、チエノチエニル基、フェナントロリル基、フェナジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジチエノチエニル基、カルバゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、シクロアジル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、ポルフィリニル基、フタロシアニル基等が挙げられる。  As substituted or ignorant heteroarylene groups, thienyl, pyrrolyl, pyridyl, pyrazyl, pyrimidyl, pyridazinyl, quinolinyl, isoquinolinyl, phenanthridinyl, acridinyl, naphthyridinyl, quinoxalinyl, quinazolinyl Group, cinnolinyl group, phthalazinyl group, thienothienyl group, phenanthroyl group, phenazinyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, dithienothienyl group, carbazolyl group, benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, cycloazyl group, benzoimidazolyl group, Examples thereof include a benzothiazolyl group, a benzothiadiazolyl group, a porphyrinyl group, and a phthalocyanyl group.

電子供与性の観点から、好ましくはチエニル基、ベンゾチエニル基、チエノチエニル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基、ジチエノチエニル基である。より好ましくは、チエニル基、カルバゾリル基、ベンゾチエニル基である。  From the viewpoint of electron donating properties, a thienyl group, a benzothienyl group, a thienothienyl group, a dibenzothienyl group, a carbazolyl group, and a dithienothienyl group are preferable. More preferably, they are a thienyl group, a carbazolyl group, and a benzothienyl group.

上記のアリール基及びヘテロアリール基が有してもよい置換基としては特に限定は無いが、好ましくは、炭素原子数1乃至20のアルキル基、置換アミノ基、置換または無置換のアリール基、ヘテロアリール基である。アルキル基は、炭素数が2以上のとき、アルキル基中の1つ又は隣接しない2つ以上のメチレン基が−O−で置換されていてもよい。またアルキル基は、水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい。アルキル基、置換アミノ基、置換または無置換のアリール基、ヘテロアリール基の具体例は、上述したR乃至Rに導入される置換基である、アルキル基、置換アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基の具体例と同様である。The substituent that the aryl group and heteroaryl group may have is not particularly limited, but is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted amino group, a substituted or unsubstituted aryl group, a hetero group. An aryl group. When the alkyl group has 2 or more carbon atoms, one or two or more methylene groups not adjacent to each other in the alkyl group may be substituted with -O-. In the alkyl group, a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom. Specific examples of the alkyl group, the substituted amino group, the substituted or unsubstituted aryl group, and the heteroaryl group include the alkyl group, the substituted amino group, the aryl group, and the hetero group that are substituents introduced into the above-described R 1 to R 4. The same as the specific examples of the aryl group.

その他連結基としてアゾ基、アミド基、エステル基、アルケニレン基、アルキニレン基等があげられるが、これらに限定されるものではない。また、分子内導電性の観点から、SPもしくはSP2混成軌道で構成される原子で構成されているものが好ましい。  Other examples of the linking group include, but are not limited to, an azo group, an amide group, an ester group, an alkenylene group, and an alkynylene group. From the viewpoint of intramolecular conductivity, those composed of atoms composed of SP or SP2 hybrid orbitals are preferred.

また、X1は上記に挙げた連結基単体で構成されてもよいが、上記に挙げた連結器を同種または異種を複数を組み合わせた2価の連結基が好ましい。  X1 may be composed of a single linking group as described above, but a divalent linking group in which the above-mentioned couplers are combined in the same type or different types is preferable.

上記一般式[2]のR、Rに導入される置換または無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、オクチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。アルキル基中の水素原子がフッ素原子に置換されて、例えば、トリフルオロメチル基等となっていてもよい。Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group introduced into R 5 and R 6 of the general formula [2] include a methyl group, an ethyl group, a normal propyl group, an isopropyl group, a normal butyl group, a tertiary butyl group, and an octyl group. And a cyclohexyl group. A hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom to form, for example, a trifluoromethyl group.

これらのアルキル基のうち、電子供与性と色素の凝集抑制の観点から、好ましくは、メチル基、イソプロピル基、ターシャリーブチル基、オクチル基、シクロヘキシル基である。より好ましくは、オクチル基、ターシャリーブチル基、である。  Of these alkyl groups, a methyl group, an isopropyl group, a tertiary butyl group, an octyl group, and a cyclohexyl group are preferable from the viewpoint of electron donating property and dye aggregation suppression. More preferred are an octyl group and a tertiary butyl group.

置換基を有してもよいアリール基として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、フルオランテニル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基等が挙げられる。  As an aryl group which may have a substituent, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, fluorenyl group, naphthyl group, fluoranthenyl group, anthryl group, phenanthryl group, pyrenyl group, tetracenyl group, pentacenyl group, triphenylenyl group And perylenyl group.

電子供与性の観点から、好ましくは、フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基である。より好ましくは、フェニル基、フルオレニル基である。  From the viewpoint of electron donating properties, a phenyl group, a fluorenyl group, and a naphthyl group are preferable. More preferably, they are a phenyl group and a fluorenyl group.

置換基を有してもよいヘテロアリール基として、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、チエノチエニル基、フェナントロリル基、フェナジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジチエノチエニル基、カルバゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、シクロアジル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、ポルフィリニル基、フタロシアニル基等が挙げられる。  As the heteroaryl group which may have a substituent, thienyl group, pyrrolyl group, pyridyl group, pyrazyl group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, phenanthridinyl group, acridinyl group, naphthyridinyl group, quinoxalinyl Group, quinazolinyl group, cinnolinyl group, phthalazinyl group, thienothienyl group, phenanthroyl group, phenazinyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, dithienothienyl group, carbazolyl group, benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, cycloazyl group, Examples thereof include a benzoimidazolyl group, a benzothiazolyl group, a benzothiadiazolyl group, a porphyrinyl group, and a phthalocyanyl group.

電子供与性の観点から、好ましくはチエニル基、ベンゾチエニル基、チエノチエニル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基、ジチエノチエニル基である。より好ましくは、チエニル基、カルバゾリル基、ベンゾチエニル基である。  From the viewpoint of electron donating properties, a thienyl group, a benzothienyl group, a thienothienyl group, a dibenzothienyl group, a carbazolyl group, and a dithienothienyl group are preferable. More preferably, they are a thienyl group, a carbazolyl group, and a benzothienyl group.

上記のアリール基及びヘテロアリール基が有してもよい置換基としては特に限定は無いが、好ましくは、炭素原子数1乃至20のアルキル基、置換アミノ基、置換または無置換のアリール基、ヘテロアリール基である。アルキル基は、炭素数が2以上のとき、アルキル基中の1つ又は隣接しない2つ以上のメチレン基が−O−で置換されていてもよい。またアルキル基は、水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい。アルキル基、置換アミノ基、置換または無置換のアリール基、ヘテロアリール基の具体例は、上述したR乃至Rに導入される置換基である、アルキル基、置換アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基の具体例と同様である。The substituent that the aryl group and heteroaryl group may have is not particularly limited, but is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted amino group, a substituted or unsubstituted aryl group, a hetero group. An aryl group. When the alkyl group has 2 or more carbon atoms, one or two or more methylene groups not adjacent to each other in the alkyl group may be substituted with -O-. In the alkyl group, a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom. Specific examples of the alkyl group, the substituted amino group, the substituted or unsubstituted aryl group, and the heteroaryl group include the alkyl group, the substituted amino group, the aryl group, and the hetero group that are substituents introduced into the above-described R 1 to R 4. The same as the specific examples of the aryl group.

また、本発明に係るサリチルアルデヒド化合物は下記一般式[3]で示される。

Figure 2015154070
〔一般式[3]において、Oは酸素原子であり、Hは水素原子である。
乃至Rは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換または無置換のアルキル基、アミノ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。R乃至Rは、水素原子、置換または無置換のアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。X1は2価の連結基であり置換または無置換のアリーレン基、ヘテロアリーレン基、アゾ基、アミド基、エステル基、アルケニレン基、アルキニレン基のうちの少なくとも一つを含み、また、同種または異種を複数個の組み合わせた2価の連結基でもよい。〕The salicylaldehyde compound according to the present invention is represented by the following general formula [3].
Figure 2015154070
[In General Formula [3], O is an oxygen atom, and H is a hydrogen atom.
R 1 to R 4 are selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group, an amino group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. R 5 to R 6 are selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. X1 is a divalent linking group and includes at least one of a substituted or unsubstituted arylene group, heteroarylene group, azo group, amide group, ester group, alkenylene group, alkynylene group, and is the same or different. A plurality of combined divalent linking groups may be used. ]

上記一般式[3]のR乃至Rに導入される置換基であるハロゲン原子、アルキル基、置換アミノ基、置換または無置換のアルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基は、一般式[1]の具体例と同様である。A halogen atom, an alkyl group, a substituted amino group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a heteroaryl group, which are substituents introduced into R 1 to R 4 of the above general formula [3], This is the same as the specific example of Formula [1].

上記一般式[3]のX1導入される2価の連結基は、置換または無置換のアリーレン基、ヘテロアリーレン基は、一般式[2]の具体例と同様である。  The divalent linking group introduced with X1 in the general formula [3] is a substituted or unsubstituted arylene group and the heteroarylene group is the same as the specific example of the general formula [2].

その他連結基としてアゾ基、アミド基、エステル基、アルケニレン基、アルキニレン基等があげられるが、これらに限定されるものではない。また、分子内導電性の観点から、SPもしくはSP2混成軌道で構成される原子で構成されているものが好ましい。  Other examples of the linking group include, but are not limited to, an azo group, an amide group, an ester group, an alkenylene group, and an alkynylene group. From the viewpoint of intramolecular conductivity, those composed of atoms composed of SP or SP2 hybrid orbitals are preferred.

また、X1は上記に挙げた連結基単体で構成されてもよいが、上記に挙げた連結器を同種または異種を複数組み合わせた2価の連結基が好ましい。  X1 may be composed of the above-described linking group alone, but a divalent linking group obtained by combining the above-mentioned couplers of the same or different types is preferable.

上記一般式[3]のR、Rに導入される置換または無置換のアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基は、一般式[2]の具体例と同様である。The substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, and heteroaryl group introduced into R 5 and R 6 of the general formula [3] are the same as the specific examples of the general formula [2].

本発明の増感色素は、サリチルアルデヒドのカルボニル基と水酸基によって半導体に担持される。本発明の増感色素は、一般的な増感色素で用いられているカルボキシル基を用いて半導体に担持されたものよりも励起した色素から半導体の導電体への電子の注入性が向上することが期待できる。  The sensitizing dye of the present invention is supported on a semiconductor by the carbonyl group and hydroxyl group of salicylaldehyde. The sensitizing dye of the present invention improves the injectability of electrons from the excited dye to the semiconductor conductor than the one supported on the semiconductor using the carboxyl group used in general sensitizing dyes. Can be expected.

サリチルアルデヒドが、例えば半導体として酸化チタンに担持した場合を考えると、下記のような形式をとっていると考えられる。サリチルアルデヒドは、2座で配位する。サリチルアルデヒドのπ電子は酸化チタン電極と連結している酸素原子と同一平面に存在することから、励起電子を効率的にπ共役系から半導体電極に注入することができ、増感色素から半導体への電子の注入性が向上し、本発明の増感色素は高い電子注入性を示す。

Figure 2015154070
Considering the case where salicylaldehyde is supported on titanium oxide as a semiconductor, for example, it is considered that the following form is taken. Salicylaldehyde coordinates at the bidentate. Since the π electron of salicylaldehyde exists in the same plane as the oxygen atom connected to the titanium oxide electrode, the excited electron can be efficiently injected from the π conjugated system to the semiconductor electrode, and from the sensitizing dye to the semiconductor. The electron injecting property is improved, and the sensitizing dye of the present invention exhibits high electron injecting property.
Figure 2015154070

増感色素から半導体への電子の注入性が向上し、本発明の増感色素は高い電子注入性を示す。  The injection property of electrons from the sensitizing dye to the semiconductor is improved, and the sensitizing dye of the present invention exhibits a high electron injection property.

また、増感色素として高い効率を持つためには、広い波長領域で励起できることが好ましい。本発明に係る増感色素の最長吸収波長は500nm以上である事が好ましく、また、より好ましく550nm以上である。  In order to have high efficiency as a sensitizing dye, it is preferable that excitation can be performed in a wide wavelength region. The longest absorption wavelength of the sensitizing dye according to the present invention is preferably 500 nm or more, and more preferably 550 nm or more.

また、本発明に係る一般式[1]乃至一般式[3]のR,Rは水素原子、アルキル基であることが好ましい。Rに長波長の吸収を持つ共役系の大きな置換基を有する構造を持つ時が、半導体と色素分子の距離を最も長く保つことができ、半導体とカチオン状態の増感色素への逆電子移動を抑制することがきる。また、R,Rが水素原子の時、半導体との立体障害が最小となりより強く担持することができる。また、Rに結合した長波長の吸収を持つ共役系の大きな置換基との立体障害が最小となり、電子の分子内導電性が最も高くなると期待できるFurther, R 1 and R 4 in the general formulas [1] to [3] according to the present invention are preferably a hydrogen atom or an alkyl group. When R 3 has a structure having a large conjugated substituent having long wavelength absorption, the distance between the semiconductor and the dye molecule can be kept the longest, and the reverse electron transfer to the semiconductor and the cationic sensitizing dye Can be suppressed. Further, when R 1 and R 4 are hydrogen atoms, the steric hindrance with the semiconductor is minimized, so that they can be supported more strongly. In addition, it can be expected that the steric hindrance with a large conjugated substituent having a long wavelength absorption bonded to R 3 is minimized and the intramolecular conductivity of electrons is maximized.

(本発明に係るサリチルアルデヒド化合物の例示)
上記一般式[1]または、一般式[3]における化合物の具体例を以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。

Figure 2015154070
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(Examples of salicylaldehyde compounds according to the present invention)
Specific examples of the compound in the general formula [1] or the general formula [3] are shown below. However, the present invention is not limited to these.
Figure 2015154070
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本発明の色素を半導体に担持させることにより増感し、本発明に記載の効果が可能となる。ここで、半導体に色素を担持させるとは、半導体表面への吸着、半導体が多孔質等のポーラスな構造を有する場合には、半導体の多孔質構造に前記色素を充填する等の種々の態様が挙げられる。  By sensitizing the dye of the present invention on a semiconductor, the effects described in the present invention can be achieved. Here, loading a dye on a semiconductor means various modes such as adsorption onto the surface of the semiconductor, and when the semiconductor has a porous structure such as a porous structure, the semiconductor porous structure is filled with the dye. Can be mentioned.

また、半導体層(半導体でもよい)1m当たりの本発明の色素の総担持量は0.01〜100ミリモルの範囲が好ましく、さらに好ましくは0.1〜60ミリモルであり、特に好ましくは0.5〜20ミリモルである。Further, the total supported amount of the dye of the present invention per 1 m 2 of the semiconductor layer (which may be a semiconductor) is preferably in the range of 0.01 to 100 mmol, more preferably 0.1 to 60 mmol, particularly preferably 0.8. 5-20 mmol.

本発明の色素を用いて増感処理を行う場合、色素を単独で用いてもよいし、複数を併用して用いることもできる。  When the sensitization treatment is performed using the dye of the present invention, the dye may be used alone or in combination.

半導体に本発明の色素を担持させるには、適切な溶媒(テトラヒドロフラン等)に溶解し、その溶液中によく乾燥した半導体を長時間浸漬する方法が一般的である。  In order to support the dye of the present invention on a semiconductor, a method in which a semiconductor which has been dissolved in an appropriate solvent (tetrahydrofuran) and dried well in the solution is immersed for a long time is generally used.

本発明の色素を複数種併用したり、その他の色素を併用したりして増感処理する際には、各々の色素の混合溶液を調製して用いてもよいし、それぞれの色素について別々の溶液を用意して、各溶液に順に浸漬して作製することもできる。  When sensitizing by combining a plurality of the dyes of the present invention or using other dyes in combination, a mixed solution of each dye may be prepared and used. It is also possible to prepare a solution and immerse it in each solution in order.

また、空隙率の高い半導体の場合には、空隙に水分、水蒸気等により水が半導体薄膜上、並びに半導体薄膜内部の空隙に吸着する前に、色素等の吸着処理を完了することが好ましい。  In the case of a semiconductor with a high porosity, it is preferable to complete the adsorption treatment of the dye or the like before water is adsorbed on the semiconductor thin film and in the voids inside the semiconductor thin film due to moisture, water vapor or the like.

次に本発明の光電変換素子について説明する。  Next, the photoelectric conversion element of the present invention will be described.

〔光電変換素子〕
本発明の光電変換素子は、導電性支持体上に、少なくとも半導体に本発明の色素を担持させてなる半導体層、電荷輸送層及び対向電極を有する。以下、半導体、電解質、対向電極について順次説明する。
[Photoelectric conversion element]
The photoelectric conversion element of the present invention has, on a conductive support, at least a semiconductor layer in which the dye of the present invention is supported on a semiconductor, a charge transport layer, and a counter electrode. Hereinafter, the semiconductor, the electrolyte, and the counter electrode will be sequentially described.

《半導体》
光電極に用いられる半導体としては、シリコン、ゲルマニウムのような単体、周期表(元素周期表ともいう)の第3族〜第5族、第13族〜第15族系の元素を有する化合物、金属のカルコゲニド(例えば、酸化物、硫化物、セレン化物等)、金属窒化物等を使用することができる。
"semiconductor"
Semiconductors used for the photoelectrode include simple substances such as silicon and germanium, compounds having elements of Group 3 to Group 5 and Group 13 to Group 15 of the periodic table (also referred to as element periodic table), metals Chalcogenides (for example, oxides, sulfides, selenides, etc.), metal nitrides, and the like can be used.

好ましい金属のカルコゲニドとして、チタン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、バナジウム、ニオブ、またはタンタルの酸化物等が挙げられる。他の化合物半導体としては、亜鉛、ガリウム、インジウム等のリン化物、銅−インジウムの硫化物、チタンの窒化物等が挙げられる。  Preferred metal chalcogenides include oxides of titanium, tin, zinc, iron, tungsten, zirconium, strontium, indium, cerium, vanadium, niobium, or tantalum. Examples of other compound semiconductors include phosphides such as zinc, gallium, and indium, sulfides of copper-indium, nitrides of titanium, and the like.

具体例としては、TiO2、SnO2、Fe2O3、WO3、ZnO、Nb2O5、CdS、ZnS、Bi2S3、CdSe、GaP、InP、CuInS2、Ti3N4等が挙げられるが、好ましく用いられるのは、TiO2、ZnO、SnO2、Fe2O3、WO3、Nb2O5であり、好ましく用いられるのは、TiO2またはNb2O5であるが、中でも特に好ましく用いられるのはTiO2(酸化チタン)である。  Specific examples include TiO2, SnO2, Fe2O3, WO3, ZnO, Nb2O5, CdS, ZnS, Bi2S3, CdSe, GaP, InP, CuInS2, Ti3N4, and the like. TiO2, ZnO, SnO2, Fe2O3, WO3, and Nb2O5 are preferably used, and TiO2 or Nb2O5 is preferably used, and TiO2 (titanium oxide) is particularly preferably used.

半導体層に用いる半導体は、上述した複数の半導体を併用して用いてもよい。  As the semiconductor used for the semiconductor layer, a plurality of the above-described semiconductors may be used in combination.

また、本発明に係る半導体は、有機塩基を用いて表面処理してもよい。前記有機塩基としては、ジアリールアミン、トリアリールアミン、ピリジン、4−t−ブチルピリジン、キノリン、ピペリジン、アミジン等が挙げられるが、中でもピリジン、4−t−ブチルピリジンが好ましい。  Further, the semiconductor according to the present invention may be surface-treated using an organic base. Examples of the organic base include diarylamine, triarylamine, pyridine, 4-t-butylpyridine, quinoline, piperidine, amidine, and the like, among which pyridine and 4-t-butylpyridine are preferable.

上記の有機塩基が液体の場合は、そのまま固体の場合は有機溶媒に溶解した溶液を準備し、本発明に係る半導体を液体アミンまたはアミン溶液に浸漬することで、表面処理を実施できる。  When the organic base is a liquid, the surface treatment can be carried out by preparing a solution dissolved in an organic solvent and immersing the semiconductor according to the present invention in a liquid amine or an amine solution.

(導電性支持体)
本発明の光電変換素子や本発明の太陽電池に用いられる導電性支持体には、金属板のような導電性材料や、ガラス板やプラスチックフイルムのような非導電性材料に導電性物質を設けた構造のものを用いることができる。導電性支持体に用いられる材料の例としては金属(例えば白金、金、銀、アルミニウム)あるいは導電性金属酸化物(例えばインジウム−スズ複合酸化物、酸化スズにフッ素をドープしたもの)や炭素等である。
(Conductive support)
The conductive support used in the photoelectric conversion element of the present invention and the solar battery of the present invention is provided with a conductive material such as a conductive material such as a metal plate or a non-conductive material such as a glass plate or a plastic film. A structure having a different structure can be used. Examples of materials used for the conductive support include metals (for example, platinum, gold, silver, aluminum), conductive metal oxides (for example, indium-tin composite oxide, tin oxide doped with fluorine), carbon, etc. It is.

また、導電性支持体は実質的に透明であることが好ましく、実質的に透明であるとは光の透過率が10%以上であることを意味し、50%以上であることがさらに好ましく、80%以上であることが最も好ましい。透明な導電性支持体を得るためには、ガラス板またはプラスチックフイルムの表面に、導電性金属酸化物からなる導電性層を設けることが好ましい。  Further, the conductive support is preferably substantially transparent, and substantially transparent means that the light transmittance is 10% or more, more preferably 50% or more, Most preferably, it is 80% or more. In order to obtain a transparent conductive support, it is preferable to provide a conductive layer made of a conductive metal oxide on the surface of a glass plate or a plastic film.

《半導体層の作製》
本発明に係る半導体層の作製方法について説明する。
<< Fabrication of semiconductor layer >>
A method for manufacturing a semiconductor layer according to the present invention will be described.

本発明に係る半導体層の半導体が粒子状の場合には、半導体を導電性支持体に塗布あるいは吹き付けて、半導体層を作製するのがよい。また、本発明に係る半導体が膜状であって、導電性支持体上に保持されていない場合には、半導体を導電性支持体上に貼合して半導体層を作製することが好ましい。  When the semiconductor of the semiconductor layer according to the present invention is in the form of particles, the semiconductor layer is preferably manufactured by coating or spraying the semiconductor on a conductive support. In the case where the semiconductor according to the present invention is in a film form and is not held on the conductive support, it is preferable to produce a semiconductor layer by bonding the semiconductor onto the conductive support.

本発明に係る半導体層の好ましい態様としては、上記導電性支持体上に半導体の微粒子を用いて焼成により形成する方法が挙げられる。  A preferred embodiment of the semiconductor layer according to the present invention includes a method of forming the semiconductor layer on the conductive support by firing using fine particles of semiconductor.

本発明に係る半導体が焼成により作製される場合には、色素を用いての該半導体の増感(吸着、多孔質層への充填等)処理は、焼成後に実施することが好ましい。焼成後、半導体に水が吸着する前に素早く化合物の吸着処理を実施することが特に好ましい。  When the semiconductor according to the present invention is produced by firing, the semiconductor sensitization (adsorption, filling in a porous layer, etc.) treatment with a dye is preferably performed after firing. It is particularly preferable to perform the compound adsorption treatment quickly after the firing and before the water is adsorbed to the semiconductor.

以下、本発明に好ましく用いられる光電極を、半導体微粉末を用いて焼成により形成する方法について詳細に説明する。  Hereinafter, a method for forming a photoelectrode preferably used in the present invention by baking using semiconductor fine powder will be described in detail.

(半導体微粉末含有塗布液の調製)
まず、半導体の微粉末を含む塗布液は、半導体微粉末を溶媒中に分散させることによって調製することができる。溶媒としては半導体微粉末を分散し得るものであればよく、特に制約されない。
(Preparation of coating liquid containing semiconductor fine powder)
First, a coating liquid containing fine semiconductor powder can be prepared by dispersing fine semiconductor powder in a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it can disperse the semiconductor fine powder.

前記溶媒としては、水、有機溶媒、水と有機溶媒との混合液が包含される。有機溶媒としては、メタノールやエタノール等のアルコール、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素等が用いられる。塗布液中には、必要に応じ、界面活性剤や粘度調節剤(ポリエチレングリコール等の多価アルコール等)を加えることができる。  Examples of the solvent include water, an organic solvent, and a mixed solution of water and an organic solvent. As the organic solvent, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as methyl ethyl ketone and acetone, hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, and the like are used. A surfactant and a viscosity modifier (polyhydric alcohol such as polyethylene glycol) can be added to the coating solution as necessary.

(半導体微粉末含有塗布液の塗布と形成された半導体層の焼成処理)
上記のようにして得られた半導体微粉末含有塗布液を、導電性支持体上に塗布または吹き付け、乾燥等を行った後、空気中または不活性ガス中で焼成して、導電性支持体上に半導体層(半導体膜とも言う)が形成される。
(Application of coating solution containing fine semiconductor powder and baking treatment of the formed semiconductor layer)
The semiconductor fine powder-containing coating solution obtained as described above is applied or sprayed onto a conductive support, dried, etc., and then baked in air or in an inert gas, on the conductive support. A semiconductor layer (also referred to as a semiconductor film) is formed.

導電性支持体上に半導体微粉末含有塗布液を塗布、乾燥して得られる皮膜は、半導体微粒子の集合体からなるもので、その微粒子の粒径は使用した半導体微粉末の1次粒子径に対応するものである。  A film obtained by applying and drying a coating solution containing semiconductor fine powder on a conductive support is composed of an aggregate of semiconductor fine particles, and the particle size of the fine particles is equal to the primary particle size of the semiconductor fine powder used. Corresponding.

このようにして導電性支持体等の導電層上に形成された半導体微粒子層は焼成処理を行ってもよい。  Thus, the semiconductor fine particle layer formed on the conductive layer such as the conductive support may be subjected to a baking treatment.

本発明においては、この半導体層はどのような構造を有していてもよいが、多孔質構造膜(空隙を有する、ポーラスな層ともいう)であることが好ましい。  In the present invention, the semiconductor layer may have any structure, but is preferably a porous structure film (also referred to as a porous layer having voids).

焼成処理時、焼成膜の実表面積を適切に調製し、上記の空隙率を有する焼成膜を得る観点から、ガラス基板を用いた場合、焼成温度は200〜800℃の範囲が好ましく、より好ましくは300〜800℃の範囲である。  From the viewpoint of appropriately preparing the actual surface area of the fired film during the firing treatment and obtaining a fired film having the above porosity, the firing temperature is preferably in the range of 200 to 800 ° C., more preferably It is the range of 300-800 degreeC.

またプラスチック基板を用いた場合は、50℃〜500℃の範囲が好ましく、より好ましくは80℃〜300℃の範囲である。  Moreover, when using a plastic substrate, the range of 50 to 500 degreeC is preferable, More preferably, it is the range of 80 to 300 degreeC.

(半導体の増感処理)
半導体の増感処理は、前述のように本発明の色素を適切な溶媒に溶解し、その溶液に前記半導体を焼成した基板を浸漬することによって行われる。
(Semiconductor sensitization treatment)
As described above, the semiconductor sensitization treatment is performed by dissolving the dye of the present invention in an appropriate solvent and immersing the substrate on which the semiconductor is baked in the solution.

本発明の色素を溶解するのに用いる溶媒は、前記化合物を溶解することができ、かつ半導体を溶解したり半導体と反応したりすることのないものであれば格別の制限はない。これら溶媒は、予め乾燥材によって予備乾燥をした溶媒を後蒸留精製により脱水し、使用時には脱気もしくは、不活性ガスによるバブリングを行っておくことが好ましい。  The solvent used for dissolving the dye of the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the compound and does not dissolve the semiconductor or react with the semiconductor. These solvents are preferably dehydrated by post-distillation purification using a preliminarily dried solvent, and degassed or bubbled with an inert gas when used.

前記化合物の溶解において、好ましく用いられる溶媒はアセトニトリル等のニトリル系溶媒、エタノール、t−ブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル系溶媒、塩化メチレン、1,1,2−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素溶媒であり、複数の溶媒を混合してもよい。特に好ましくはアセトニトリル、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランの単独及び混合溶媒である。  Solvents preferably used in dissolving the compound include nitrile solvents such as acetonitrile, alcohol solvents such as ethanol and t-butanol, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like. Ether solvents, halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride, 1,1,2-trichloroethane, and a plurality of solvents may be mixed. Particularly preferred are acetonitrile, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran alone and mixed solvents.

(増感処理の時間)
半導体を焼成した基板を本発明の色素を含む溶液に浸漬する時間は、3〜48時間が好ましく、さらに好ましくは4〜24時間である。また、一度、浸漬を行った後に基盤を洗浄後、再度浸漬を繰り返しても構わない。
(Sensitivity processing time)
The time for immersing the semiconductor-baked substrate in the solution containing the dye of the present invention is preferably 3 to 48 hours, and more preferably 4 to 24 hours. Moreover, after immersing once, after washing | cleaning a board | substrate, you may repeat immersion again.

《電荷輸送層》
本発明に用いられる電荷輸送層について説明する。
<Charge transport layer>
The charge transport layer used in the present invention will be described.

電荷輸送層は色素の酸化体を迅速に還元し、色素との界面で注入された正孔を対極に輸送する機能を担う層である。  The charge transport layer is a layer having a function of rapidly reducing the oxidized oxidant and transporting holes injected at the interface with the dye to the counter electrode.

本発明に係る電荷輸送層は、レドックス電解質の分散物や正孔輸送材料としてのp型化合物半導体(電荷輸送剤)を主成分として構成されている。  The charge transport layer according to the present invention is mainly composed of a redox electrolyte dispersion or a p-type compound semiconductor (charge transport agent) as a hole transport material.

レドックス電解質としては、I−/I3−系や、Br−/Br3
−系、キノン/ハイドロキノン系等が挙げられる。このようなレドックス電解質は従来公知の方法によって得ることができ、例えば、I−/I3−系の電解質は、ヨウ素のアンモニウム塩とヨウ素を混合することによって得ることができる。これらの分散物は溶液である場合に液体電解質、常温において固体である高分子中に分散させた場合に固体高分子電解質、ゲル状物質に分散された場合にゲル電解質と呼ばれる。電荷輸送層として液体電解質が用いられる場合、その溶媒としては電気化学的に不活性なものが用いられ、例えば、アセトニトリル、炭酸プロピレン、エチレンカーボネート等が用いられる。
Redox electrolytes include I- / I3- and Br- / Br3.
-System, quinone / hydroquinone system and the like. Such a redox electrolyte can be obtained by a conventionally known method. For example, an I- / I3- type electrolyte can be obtained by mixing an ammonium salt of iodine and iodine. These dispersions are called liquid electrolytes when they are in solution, solid polymer electrolytes when dispersed in a polymer that is solid at room temperature, and gel electrolytes when dispersed in a gel-like substance. When a liquid electrolyte is used as the charge transport layer, an electrochemically inert solvent is used as the solvent, for example, acetonitrile, propylene carbonate, ethylene carbonate, or the like is used.

電荷輸送剤としては、色素吸収を妨げないために大きいバンドギャップを持つことが好ましい。電荷輸送剤のイオン化ポテンシャルは色素ホールを還元するためには、色素吸着電極イオン化ポテンシャルより小さいことが必要である。  The charge transfer agent preferably has a large band gap so as not to prevent dye absorption. In order to reduce the dye hole, the ionization potential of the charge transfer agent needs to be smaller than the dye adsorption electrode ionization potential.

電荷輸送剤としては、正孔の輸送能力が優れている芳香族アミン誘導体が好ましい。このため、電荷輸送層を主として芳香族アミン誘導体で構成することにより、光電変換効率をより向上させることができる。芳香族アミン誘導体としては、特に、トリフェニルジアミン誘導体を用いるのが好ましい。また、このような芳香族アミン誘導体は、モノマー、オリゴマー、プレポリマー、ポリマーのいずれを用いてもよく、これらを混合して用いてもよい。  As the charge transport agent, an aromatic amine derivative having an excellent hole transport capability is preferable. For this reason, photoelectric conversion efficiency can be improved more by comprising a charge transport layer mainly with an aromatic amine derivative. As the aromatic amine derivative, it is particularly preferable to use a triphenyldiamine derivative. Moreover, such an aromatic amine derivative may use any of a monomer, an oligomer, a prepolymer, and a polymer, and may mix and use these.

《対向電極》
本発明に用いられる対向電極について説明する。
《Counter electrode》
The counter electrode used in the present invention will be described.

対向電極は導電性を有するものであればよく、任意の導電性材料が用いられるが、I3−イオン等の酸化や他のレドックスイオンの還元反応を充分な速さで行わせる触媒能を持ったものの使用が好ましい。このようなものとしては、白金電極、導電材料表面に白金めっきや白金蒸着を施したもの、ロジウム金属、ルテニウム金属、酸化ルテニウム、カーボン等が挙げられる。  The counter electrode may be any material as long as it has conductivity, and any conductive material can be used. However, it has a catalytic ability to perform oxidation of I3- ions and other redox ions at a sufficiently high rate. Is preferred. Examples of such a material include a platinum electrode, a surface of a conductive material subjected to platinum plating or platinum deposition, rhodium metal, ruthenium metal, ruthenium oxide, and carbon.

〔太陽電池〕
本発明の太陽電池について説明する。
[Solar cell]
The solar cell of the present invention will be described.

本発明の太陽電池は、本発明の光電変換素子の一態様として、太陽光に最適の設計並びに回路設計が行われ、太陽光を光源として用いたときに最適な光電変換が行われるような構造を有する。即ち、色素増感された半導体に太陽光が照射されうる構造となっている。本発明の太陽電池を構成する際には、前記光電極、電荷輸送層及び対向電極をケース内に収納して封止するか、あるいはそれら全体を樹脂封止することが好ましい。  The solar cell of the present invention has a structure in which the optimum design and circuit design for sunlight are performed as one aspect of the photoelectric conversion element of the present invention, and the optimum photoelectric conversion is performed when sunlight is used as a light source. Have That is, the semiconductor is dye-sensitized and can be irradiated with sunlight. When configuring the solar cell of the present invention, it is preferable that the photoelectrode, the charge transport layer and the counter electrode are housed in a case and sealed, or the whole is sealed with a resin.

本発明の太陽電池に太陽光または太陽光と同等の電磁波を照射すると、半導体に担持された本発明に係る色素は照射された光または電磁波を吸収して励起する。励起によって発生した電子は半導体に移動し、次いで導電性支持体を経由して対向電極に移動して、電荷移動層のレドックス電解質を還元する。一方、半導体に電子を移動させた本発明に係る色素は酸化体となっているが、対向電極から電荷輸送層のレドックス電解質を経由して電子が供給されることにより、還元されて元の状態に戻り、同時に電荷移動層のレドックス電解質は酸化されて、再び対向電極から供給される電子により還元されうる状態に戻る。このようにして電子が流れ、本発明の光電変換素子を用いた太陽電池を構成することができる。  When the solar cell of the present invention is irradiated with sunlight or an electromagnetic wave equivalent to sunlight, the dye according to the present invention supported on the semiconductor absorbs the irradiated light or electromagnetic wave and excites it. Electrons generated by excitation move to the semiconductor, and then move to the counter electrode via the conductive support to reduce the redox electrolyte in the charge transfer layer. On the other hand, the dye according to the present invention in which electrons are transferred to a semiconductor is an oxidant, but is reduced by the supply of electrons from the counter electrode via the redox electrolyte of the charge transport layer, thereby returning to the original state. At the same time, the redox electrolyte of the charge transfer layer is oxidized and returned to a state where it can be reduced again by the electrons supplied from the counter electrode. In this way, electrons flow, and a solar cell using the photoelectric conversion element of the present invention can be configured.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明これらに限定されない。  EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these.

合成例1(例示化合物:XA−1)

Figure 2015154070
Synthesis Example 1 (Exemplary Compound: XA-1)
Figure 2015154070

4‐[[4‐(ジフェニルアミノ)フェニル]アゾ]フェニルボロン酸ピナコールエステル153.0mg(0.322mmol)、4‐ブロモサリチルアルデヒド66.1mg(0.329mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム5.2mg(0.00450mmol)、エタノール10.0mL、トルエン10.0mL、2M‐炭酸ナトリウム水溶液2.1mLをナスフラスコに入れ、窒素置換した。85℃に加熱しておいたオイルバスに浸け加熱還流した。反応液をジクロロメタンと飽和食塩水を用いて抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤を除去し減圧下で溶媒を留去した。残査をクロマトグラフィーで精製し、赤色の固体(XA−1)を51.1mg(0.103mmmol)、収率73.5%で得た。  4-[[4- (Diphenylamino) phenyl] azo] phenylboronic acid pinacol ester 153.0 mg (0.322 mmol), 4-bromosalicylaldehyde 66.1 mg (0.329 mmol), tetrakistriphenylphosphine palladium 5.2 mg (0.00450 mmol), ethanol 10.0 mL, toluene 10.0 mL, 2M aqueous sodium carbonate solution 2.1 mL were placed in an eggplant flask and purged with nitrogen. It was immersed in an oil bath heated to 85 ° C. and heated to reflux. The reaction solution was extracted with dichloromethane and saturated brine, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. Then, the desiccant was removed and the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by chromatography to obtain 51.1 mg (0.103 mmol) of a red solid (XA-1) in a yield of 73.5%.

合成例2(例示化合物:XE−1)

Figure 2015154070
Synthesis Example 2 (Exemplary Compound: XE-1)
Figure 2015154070

4‐[[4‐(ジフェニルアミノ)フェニル]アゾ]フェニルボロン酸ピナコールエステル105.6mg(0.222mmol)、5‐ブロモサリチルアルデヒド41.0mg(0.204mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム5.2mg(0.00450mmol)、エタノール6.50mL、トルエン6.50mL、2M‐炭酸ナトリウム水溶液2.0mLをナスフラスコに入れ、窒素置換し3時間加熱還流した。反応液をジクロロメタンで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤を除去し、有減圧下で溶媒を留去した。残査をクロマトグラフィーで精製し、赤色の固体(XE−1)を29.7mg(0.0633mmmol)、収率31.0%で得た。  4-[[4- (Diphenylamino) phenyl] azo] phenylboronic acid pinacol ester 105.6 mg (0.222 mmol), 5-bromosalicylaldehyde 41.0 mg (0.204 mmol), tetrakistriphenylphosphine palladium 5.2 mg (0.00450 mmol), ethanol 6.50 mL, toluene 6.50 mL, 2M-sodium carbonate aqueous solution 2.0 mL were placed in an eggplant flask, purged with nitrogen, and heated to reflux for 3 hours. The reaction solution was extracted with dichloromethane, the organic layer was dried over magnesium sulfate, the desiccant was removed, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by chromatography to obtain 29.7 mg (0.0633 mmol) of red solid (XE-1) in a yield of 31.0%.

合成例3(比較化合物RR−1)

Figure 2015154070
Synthesis Example 3 (Comparative Compound RR-1)
Figure 2015154070

4−[(4−ブロモフェニル)アゾ]トリフェニルアミン400.7mg(0.9339mmol)、4−カルボキシフェニルボロン酸187.6mg(1.144mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム19.4mg(0.00168mmol)、2M−炭酸ナトリウム水溶液5.9mL、エタノール29mL、トルエン29mLをナスフラスコに入れ、窒素雰囲気下85℃で加熱撹拌した。反応液に2N−HClを加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水し、ろ過後、減圧下で溶媒を除去した。残査をシリカゲルクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール=8:1)で精製し、トルエンから再結晶し、赤色結晶RR−1を214.6mg、48.9%で得た。  4-[(4-Bromophenyl) azo] triphenylamine 400.7 mg (0.9339 mmol), 4-carboxyphenylboronic acid 187.6 mg (1.144 mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium 19.4 mg (0 .00168 mmol) 2M-aqueous sodium carbonate solution (5.9 mL), ethanol (29 mL), and toluene (29 mL) were placed in an eggplant flask and heated and stirred at 85 ° C. in a nitrogen atmosphere. 2N-HCl was added to the reaction solution, and the mixture was extracted with dichloromethane. The organic layer was dehydrated with magnesium sulfate, filtered, and the solvent was removed under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (chloroform: methanol = 8: 1) and recrystallized from toluene to obtain 214.6 mg (48.9%) of red crystals RR-1.

実施例1
〔光電変換素子1の作製〕
酸化チタンペースト(アナターゼ型、1次平均粒径15〜20nm、アルコール‐水分散)を、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)導電性ガラス基板へドクターブレード法(塗布面積5×5mm)により塗布した。200℃で10分間及び450℃で15分間焼成を行い酸化チタン薄膜を得た。
Example 1
[Production of Photoelectric Conversion Element 1]
A titanium oxide paste (anatase type, primary average particle size 15 to 20 nm, alcohol-water dispersion) was applied to a fluorine-doped tin oxide (FTO) conductive glass substrate by a doctor blade method (application area 5 × 5 mm 2 ). Baking was performed at 200 ° C. for 10 minutes and at 450 ° C. for 15 minutes to obtain a titanium oxide thin film.

本発明のXA−1をテトラヒドロフランに溶解し、5×10−4mol/lの溶液を調製した。酸化チタンを塗布焼結したFTOガラス基板をこの溶液に室温で12時間浸漬して、色素の吸着処理を行い、酸化物半導体電極とした。  XA-1 of the present invention was dissolved in tetrahydrofuran to prepare a 5 × 10 −4 mol / l solution. An FTO glass substrate coated and sintered with titanium oxide was immersed in this solution at room temperature for 12 hours to perform dye adsorption treatment to obtain an oxide semiconductor electrode.

電荷移動層(電解液)には、1,2−ジメチル‐3−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、ヨウ化リチウム、ヨウ素、4−(t−ブチル)ピリジンを含むアセトニトリル溶液を用いた。作製した半導体電極、対極に白金を蒸着したガラス板を用い光電変換素子1を作製した。  For the charge transfer layer (electrolytic solution), an acetonitrile solution containing 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide, lithium iodide, iodine, and 4- (t-butyl) pyridine was used. The photoelectric conversion element 1 was produced using the produced semiconductor electrode and the glass plate which vapor-deposited platinum to the counter electrode.

実施例2
〔光電変換素子2の作製〕
実施例1において、本発明の色素XA−1を例示化合物XE−1に代えた他は、実施例1と同様の方法で素子を作製した。
Example 2
[Preparation of Photoelectric Conversion Element 2]
In Example 1, a device was produced in the same manner as in Example 1 except that the dye XA-1 of the present invention was replaced by the exemplified compound XE-1.

比較例1
〔光電変換素子2の作製〕
実施例1において、本発明の色素XA−1を比較化合物RR−1に代えた他は、実施例1と同様の方法で素子を作製した。
Comparative Example 1
[Preparation of Photoelectric Conversion Element 2]
In Example 1, a device was produced in the same manner as in Example 1 except that the dye XA-1 of the present invention was replaced with the comparative compound RR-1.

〔光電変換素子の評価〕
作製した光電変換素子を、ソーラーシュミレータ(ペクセルテクノロジーズ製)を用い、AMフィルター(AM−1.5)を通したキセノンランプから100mW/cmの擬似太陽光を照射することにより行った。光電変換素子について、ソースメーター(ケースレーインスツルメンツ製)を用いて室温下で電流−電圧特性を測定し、短絡電流密度(Jsc)、開放電圧(Voc)、及び形状因子(F.F.)を求め、これらから光電変換効率(η(%))を求めた。
[Evaluation of photoelectric conversion element]
The produced photoelectric conversion element was irradiated with 100 mW / cm 2 of pseudo-sunlight from a xenon lamp that passed through an AM filter (AM-1.5) using a solar simulator (manufactured by Pexel Technologies). About a photoelectric conversion element, current-voltage characteristics are measured at room temperature using a source meter (manufactured by Keithley Instruments), and a short circuit current density (Jsc), an open circuit voltage (Voc), and a form factor (FF) are obtained. From these, the photoelectric conversion efficiency (η (%)) was determined.

また得られた評価結果を表−1にまとめた。

Figure 2015154070
The obtained evaluation results are summarized in Table 1.
Figure 2015154070

表1より、本発明の光電変換素子は、AM−1.5、100mW/cm2で露光した時に、構造異性体のカルボン酸誘導体よりも、約2倍のJSCを示した。この結果から、本発明のサリチルアルデヒド骨格を有する増感色素XA−1及びXE−1を用いた光電変換素子は、サリチルアルデヒド骨格の構造異性体である安息香酸骨格を有する色素RR−1を用いた光電変換素子に比べ、色素分子から半導体電極への電子注入性が大幅に向上したといえる。この結果は、サリチルアルデヒド骨格は、2座で配意することによって色素π電子系と配位結合部分の自由回転が起こらないためサリチルアルデヒド骨格から半導体への電子注入性が向上したことに由来すると考えられる。From Table 1, the photoelectric conversion element of the present invention, when exposed with AM-1.5, 100 mW / cm @ 2, than the carboxylic acid derivatives of the conformational isomers, showed about 2 times the J SC. From this result, the photoelectric conversion element using the sensitizing dyes XA-1 and XE-1 having the salicylaldehyde skeleton of the present invention uses the dye RR-1 having a benzoic acid skeleton which is a structural isomer of the salicylaldehyde skeleton. It can be said that the electron injecting property from the dye molecule to the semiconductor electrode is greatly improved as compared with the photoelectric conversion element. This result is derived from the fact that the salicylaldehyde skeleton is improved in electron injection from the salicylaldehyde skeleton to the semiconductor because free rotation of the dye π-electron system and the coordination bond portion does not occur due to bidentate arrangement. Conceivable.

また、XA‐1よりもXE‐1の方がより短絡電流密度が向上した理由は、分子構造的に、XE‐1の方が半導体に配意した色素分子の直線性が優れているため排除堆積が小さい点と、電子ドナー部位が半導体表面からより離れていることにより、逆電子供与の可能性も小さくなったためと考えられる。  In addition, the reason why the short-circuit current density of XE-1 is improved more than that of XA-1 is excluded because the molecular structure of XE-1 is superior to the linearity of the dye molecules arranged in the semiconductor. This is considered to be because the possibility of reverse electron donation is reduced because the deposition is small and the electron donor site is further away from the semiconductor surface.

Claims (9)

対向する一対の電極間に、少なくとも増感色素を半導体に担持してなる半導体層及び電荷輸送層が設けられている色素増感型光電変換素子において、前記増感色素が下記一般式[1]で表される化合物を含有することを特徴とする光電変換素子。
Figure 2015154070
〔一般式[1]において、Oは酸素原子であり、Hは水素原子である。
乃至Rは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換または無置換のアルキル基、アミノ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。〕
In a dye-sensitized photoelectric conversion element in which a semiconductor layer in which at least a sensitizing dye is supported on a semiconductor and a charge transport layer are provided between a pair of opposing electrodes, the sensitizing dye is represented by the following general formula [1]. The photoelectric conversion element characterized by containing the compound represented by these.
Figure 2015154070
[In General Formula [1], O is an oxygen atom, and H is a hydrogen atom.
R 1 to R 4 are selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group, an amino group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. ]
前期一般式[1]で示される増感色素が下記一般式[2]で示されることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子
Figure 2015154070
〔一般式[2]において、Oは酸素原子であり、Hは水素原子である。
乃至Rは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換または無置換のアルキル基、アミノ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。R乃至Rは、水素原子、置換または無置換のアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。X1は2価の連結基であり置換または無置換のアリーレン基、ヘテロアリーレン基、アゾ基、アミド基、エステル基、アルケニレン基、アルキニレン基のうちの少なくとも一つを含み、また、同種または異種を複数個の組み合わせた2価の連結基でもよい。〕
2. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the sensitizing dye represented by the general formula [1] is represented by the following general formula [2].
Figure 2015154070
[In General Formula [2], O is an oxygen atom, and H is a hydrogen atom.
R 1 to R 4 are selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group, an amino group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. R 5 to R 6 are selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. X1 is a divalent linking group and includes at least one of a substituted or unsubstituted arylene group, heteroarylene group, azo group, amide group, ester group, alkenylene group, alkynylene group, and is the same or different. A plurality of combined divalent linking groups may be used. ]
前期一般式[1]で示される増感色素が下記一般式[3]で示されることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子
Figure 2015154070
〔一般式[3]において、Oは酸素原子であり、Hは水素原子である。
乃至Rは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換または無置換のアルキル基、アミノ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。R乃至Rは、水素原子、置換または無置換のアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、から選ばれる。X1は2価の連結基であり置換または無置換のアリーレン基、ヘテロアリーレン基、アゾ基、アミド基、エステル基、アルケニレン基、アルキニレン基のうちの少なくとも一つを含み、また、同種または異種を複数個の組み合わせた2価の連結基でもよい。〕
2. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the sensitizing dye represented by the general formula [1] is represented by the following general formula [3].
Figure 2015154070
[In General Formula [3], O is an oxygen atom, and H is a hydrogen atom.
R 1 to R 4 are selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group, an amino group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. R 5 to R 6 are selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group. X1 is a divalent linking group and includes at least one of a substituted or unsubstituted arylene group, heteroarylene group, azo group, amide group, ester group, alkenylene group, alkynylene group, and is the same or different. A plurality of combined divalent linking groups may be used. ]
一般式[1]乃至一般式[3]のカルボニル基と水酸基によって半導体に担持されることを特徴とする請求項1乃至3に記載の光電変換素子。    4. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is supported on a semiconductor by a carbonyl group and a hydroxyl group of the general formulas [1] to [3]. 一般式[1]乃至一般式[3]の最長吸収波長が550nmより長波長であること特徴とする請求項1乃至4に記載の光電変換素子。    5. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the longest absorption wavelength of the general formulas [1] to [3] is longer than 550 nm. 一般式[1]乃至一般式[3]のR,Rが水素原子であること特徴とする請求項1乃至5に記載の光電変換素子。6. The photoelectric conversion device according to claim 1 , wherein R 1 and R 4 in the general formulas [1] to [3] are hydrogen atoms. 前記半導体層を形成する半導体が酸化チタンであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光電変換素子。    The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the semiconductor forming the semiconductor layer is titanium oxide. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光電変換素子を有することを特徴とする太陽電池。  A solar cell comprising the photoelectric conversion element according to claim 1. 請求項1乃至8の何れか一項に記載の光電変換素子と接続する蓄電装置を有する発蓄電装置。  A power storage device having a power storage device connected to the photoelectric conversion element according to claim 1.
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Sirohi et al. Novel di-anchoring dye for DSSC by bridging of two mono anchoring dye molecules: a conformational approach to reduce aggregation
Grisorio et al. Anchoring stability and photovoltaic properties of new D (-π-A) 2 dyes for dye-sensitized solar cell applications
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Gupta et al. Carbazole based A-π-D-π-A dyes with double electron acceptor for dye-sensitized solar cell
Yang et al. Efficient and stable organic DSSC sensitizers bearing quinacridone and furan moieties as a planar π-spacer
Baheti et al. Organic dyes containing fluoren-9-ylidene chromophores for efficient dye-sensitized solar cells
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Lee et al. New Organic Dye Based on a 3, 6‐Disubstituted Carbazole Donor for Efficient Dye‐Sensitized Solar Cells
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Baik et al. Synthesis and photovoltaic properties of novel organic sensitizers containing indolo [1, 2-f] phenanthridine for solar cell
Abdellah et al. Influence of carbonyl group on photocurrent density of novel fluorene based D-π-A photosensitizers: Synthesis, photophysical and photovoltaic studies
Seo et al. Dual-channel anchorable organic dye with triphenylamine-based core bridge unit for dye-sensitized solar cells
Chiu et al. A new series of azobenzene-bridged metal-free organic dyes and application on DSSC
Wu et al. Novel 4, 4′-bis (alkylphenyl/alkyloxyphenyl)-2, 2′-bithiophene bridged cyclic thiourea functionalized triphenylamine sensitizers for efficient dye-sensitized solar cells
Wang et al. Efficient small molecule organic dyes containing different bridges in donor moieties for dye-sensitized solar cells
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Bagheri et al. Pyridine derivatives; new efficient additives in bromide/tribromide electrolyte for dye sensitized solar cells
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Lee et al. Metal-free organic dyes with benzothiadiazole as an internal acceptor for dye-sensitized solar cells
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Zhou et al. Investigation of benzo (1, 2-b: 4, 5-b′) dithiophene as a spacer in organic dyes for high efficient dye-sensitized solar cell
Wu et al. π–π and p–π conjugation, which is more efficient for intermolecular charge transfer in starburst triarylamine donors of platinum acetylide sensitizers?