JP2016086032A - Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element - Google Patents

Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element Download PDF

Info

Publication number
JP2016086032A
JP2016086032A JP2014216477A JP2014216477A JP2016086032A JP 2016086032 A JP2016086032 A JP 2016086032A JP 2014216477 A JP2014216477 A JP 2014216477A JP 2014216477 A JP2014216477 A JP 2014216477A JP 2016086032 A JP2016086032 A JP 2016086032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base
substrate
sealing material
dye
photoelectric conversion
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.)
Abandoned
Application number
JP2014216477A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
功 西脇
Isao Nishiwaki
功 西脇
圭介 中
Keisuke Naka
圭介 中
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 JP2014216477A priority Critical patent/JP2016086032A/en
Publication of JP2016086032A publication Critical patent/JP2016086032A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a dye-sensitized photoelectric conversion element capable of sufficiently improving durability.SOLUTION: A dye-sensitized photoelectric conversion element 100 includes a cell comprising: a first base material 1 with an electrode 7; a second base material 2 facing to the first base material 1; an annular sealing part 4 bounding the first base material 1 and the second base material 2; an oxide semiconductor layer 3 that is arranged between the first base material 1 and the second base material 2; an electrolyte 5 that is arranged between the first base material 1 and the second base material 2. A manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element comprises: a preparation step for a first base substrate including the first base material 1 and a second base substrate of the second base material 2; a step for preparing a laminating member by contacting through an annular sealing member for forming the sealing part 4 by facing the first base substrate to the second base substrate; a step for bounding the first base substrate to the second base substrate through the sealing member by arranging the laminating member into a chamber inner part and reducing a voltage in the chamber inner space. In the preparation step for the substrate member, at least one of the first substrate member and the second substrate member has the oxide semiconductor layer 3, and one of the first substrate member and the second substrate member has the electrolyte 5. In the bounding step, the sealing member is bounded to the first substrate member and the second substrate member by heating the sealing member.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、色素増感光電変換素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element.

光電変換素子として、安価で、高い光電変換効率が得られることから色素増感光電変換素子が注目されており、色素増感光電変換素子に関して種々の開発が行われている。   As a photoelectric conversion element, a dye-sensitized photoelectric conversion element has attracted attention because it is inexpensive and can provide high photoelectric conversion efficiency, and various developments have been made on dye-sensitized photoelectric conversion elements.

色素増感光電変換素子は一般に少なくとも1つの色素増感光電変換セルを備えており、色素増感光電変換セルは導電性基板と、対極と、導電性基板と対極との間に設けられる酸化物半導体層と、酸化物半導体層に担持される光増感色素と、導電性基板と対極とを連結する封止部と、酸化物半導体層に含浸される電解質とを備えている。   The dye-sensitized photoelectric conversion element generally includes at least one dye-sensitized photoelectric conversion cell, and the dye-sensitized photoelectric conversion cell is an oxide provided between the conductive substrate, the counter electrode, and the conductive substrate and the counter electrode. A semiconductor layer, a photosensitizing dye supported on the oxide semiconductor layer, a sealing portion connecting the conductive substrate and the counter electrode, and an electrolyte impregnated in the oxide semiconductor layer are provided.

このような色素増感光電変換素子の製造方法として、作用極又は対極のいずれか一方に接着性樹脂からなる封止材を形成し、減圧下で、封止材の内側に電解質を注入して電解質層を形成し、続いて作用極と対極とを減圧下で加熱及び加圧しながら貼り合わせることにより色素増感光電変換素子を製造する方法が知られている(例えば下記特許文献1参照)。   As a method for producing such a dye-sensitized photoelectric conversion element, a sealing material made of an adhesive resin is formed on either the working electrode or the counter electrode, and an electrolyte is injected inside the sealing material under reduced pressure. A method of manufacturing a dye-sensitized photoelectric conversion element by forming an electrolyte layer and subsequently bonding the working electrode and the counter electrode while heating and pressing under reduced pressure is known (for example, see Patent Document 1 below).

特開2007−220608号公報JP 2007-220608 A

しかし、上述した特許文献1に記載の色素増感光電変換素子の製造方法は、得られる色素増感光電変換素子の耐久性の向上の点で改善の余地を有していた。   However, the above-described method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element described in Patent Document 1 has room for improvement in terms of improving the durability of the obtained dye-sensitized photoelectric conversion element.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、耐久性を十分に向上させることができる色素増感光電変換素子を製造できる色素増感光電変換素子の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element capable of producing a dye-sensitized photoelectric conversion element capable of sufficiently improving durability. To do.

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その結果、上述した特許文献1に記載の色素増感光電変換素子の製造方法では、電解質層の形成が減圧下で行われ、その後に作用極と対極との貼合せが行われることが、上記課題が生じる原因になっているのではないかと本発明者らは考えた。その理由は以下の通りである。すなわち、作用極と対極とを接触させる際に、封止材の内側に形成されている電解質層から電解質が揮発して封止材と作用極または対極との間に電解質の蒸気層が形成される。その結果、封止材と作用極または対極とを十分に接着させることができなくなり、耐久性の向上の点で改善の余地が生じるのではないかと本発明者らは考えた。このため、封止材と作用極または対極との間に電解質の蒸気層が形成されることを抑制するべく鋭意検討を重ねた結果、以下の発明により上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems. As a result, in the method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element described in Patent Document 1 described above, the formation of the electrolyte layer is performed under reduced pressure, and then the working electrode and the counter electrode are bonded together. The present inventors thought that this may be a cause of problems. The reason is as follows. That is, when the working electrode and the counter electrode are brought into contact with each other, the electrolyte is volatilized from the electrolyte layer formed inside the sealing material, and an electrolyte vapor layer is formed between the sealing material and the working electrode or the counter electrode. The As a result, the present inventors have thought that the sealing material and the working electrode or the counter electrode cannot be sufficiently bonded, and there is room for improvement in terms of improvement in durability. For this reason, as a result of intensive studies to suppress the formation of an electrolyte vapor layer between the sealing material and the working electrode or the counter electrode, it was found that the above-described problems can be solved by the following invention. The invention has been completed.

即ち本発明は、電極を含む第1基材と、前記第1基材に対向する第2基材と、前記第1基材及び前記第2基材を接着させる環状の封止部と、前記第1基材及び前記第2基材の間に設けられる酸化物半導体層と、前記第1基材と前記第2基材との間に配置される電解質とを備える色素増感光電変換セルを有する色素増感光電変換素子を製造する色素増感光電変換素子の製造方法であって、前記第1基材を含む第1基体、及び、前記第2基材を含む第2基体を準備する基体準備工程と、前記第1基体及び前記第2基体を互いに対向させた状態で前記封止部を形成する環状の封止材を介して接触させて積層体を準備する積層体準備工程と、前記積層体を、チャンバの内部に配置させた状態で、前記チャンバの内部空間を減圧した後、前記封止材を介して前記第1基体及び前記第2基体を貼り合せる貼合せ工程とを含み、前記基体準備工程において、前記第1基体及び前記第2基体のうちのいずれか一方の基体が、前記酸化物半導体層を有し、前記第1基体及び前記第2基体のうちのいずれか一方の基体が前記電解質を有しており、前記貼合せ工程において、前記封止材を加熱させることにより前記封止材が第1基体及び前記第2基体に接着される、色素増感光電変換素子の製造方法である。   That is, the present invention includes a first base material including an electrode, a second base material facing the first base material, an annular sealing portion for bonding the first base material and the second base material, A dye-sensitized photoelectric conversion cell comprising an oxide semiconductor layer provided between a first base material and the second base material, and an electrolyte disposed between the first base material and the second base material. A method of manufacturing a dye-sensitized photoelectric conversion element for manufacturing a dye-sensitized photoelectric conversion element having a first base including the first base and a second base including the second base A preparation step, a laminate preparation step of preparing a laminate by bringing the first substrate and the second substrate into contact with each other through an annular sealing material that forms the sealing portion in a state of facing each other, and In a state where the laminate is disposed inside the chamber, the internal space of the chamber is depressurized and then inserted through the sealing material. A bonding step of bonding the first substrate and the second substrate, and in the substrate preparation step, either one of the first substrate and the second substrate is the oxide semiconductor layer. Any one of the first substrate and the second substrate has the electrolyte, and the sealing material is heated by heating the sealing material in the bonding step. A method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element bonded to a first substrate and the second substrate.

上記製造方法によれば、第1基体及び第2基体を互いに対向させた状態で封止部を形成する環状の封止材を介して接触させて積層体を準備した後、この積層体がチャンバ内で減圧下に置かれる。このため、封止材が加熱溶融される際に、電解質が蒸発しても、その封止材と第1基体又は第2基体との間に電解質の蒸気層が形成されることが十分に抑制される。その結果、封止材と第1基体又は第2基体とを十分に接着させることが可能となる。また電解質が蒸発しても、電解質は積層体内に閉じ込められ、外部に漏れにくくなっている。このため、得られる色素増感光電変換素子の耐久性を向上させることができる。   According to the manufacturing method, after the first base and the second base are brought into contact with each other via the annular sealing material that forms the sealing portion in a state of being opposed to each other, the stacked body is prepared. In a vacuum. For this reason, even when the electrolyte evaporates when the encapsulant is heated and melted, the formation of an electrolyte vapor layer between the encapsulant and the first or second substrate is sufficiently suppressed. Is done. As a result, the sealing material and the first base or the second base can be sufficiently bonded. Even if the electrolyte evaporates, the electrolyte is confined in the laminated body and is difficult to leak to the outside. For this reason, durability of the dye-sensitized photoelectric conversion element obtained can be improved.

上記製造方法においては、前記基体準備工程で、前記第1基体及び前記第2基体のうち少なくとも一方の基体に前記封止材が固定されていることが好ましい。   In the manufacturing method, it is preferable that the sealing material is fixed to at least one of the first base and the second base in the base preparation step.

この場合、第1基体及び第2基体のいずれにも封止材が固定されていない場合に比べて、以下の効果が得られる。すなわち、封止材を両方の基体に固定しない場合に比べて、その後の貼合せ工程において、封止材と基体との間に、電解質の蒸気層が形成されることがより一層抑制され、特に封止材と基体とをより十分に接着させることが可能となる。   In this case, the following effects can be obtained as compared with the case where the sealing material is not fixed to either the first base or the second base. That is, compared with the case where the sealing material is not fixed to both bases, in the subsequent bonding step, the formation of a vapor layer of the electrolyte between the sealing material and the base is further suppressed. It becomes possible to adhere the sealing material and the substrate more sufficiently.

上記製造方法においては、前記基体準備工程において、前記第1基体及び前記第2基体のうちの一方の基体にのみ前記封止材が固定され、他方の基体には前記封止材が固定されていないことが好ましい。   In the manufacturing method, in the base preparation step, the sealing material is fixed only to one of the first base and the second base, and the sealing is fixed to the other base. Preferably not.

この場合、第1基体及び第2基体のいずれにも封止材が固定されている場合に比べて、以下の効果が得られる。すなわち、第1基体及び第2基体のうち一方の基体のみ封止材が固定されればよいので、両方の基体に封止材が固定される場合に比べて、一方の基体において封止材を固定しなくて済む分、積層体を準備するのに要する時間が短縮される。また積層体を準備する際に、第1基体及び第2基体に固定される封止材同士を位置合わせすることが不要となる。従って、色素増感光電変換素子を効率的に製造することができる。また第1基体及び第2基体に固定される封止材同士を位置合わせすることが不要となるので、貼合せ工程で封止材を加熱する際に、封止材同士の位置合わせが不十分なまま加熱する場合に比べて、所望の厚さの封止部を形成することが可能となり、封止部と第1基体との間、及び、封止部と第2基体との間において、高い接着性を確保することができる。このため、得られる色素増感光電変換素子の耐久性を向上させることができる。さらに封止材を一方の基体に固定しないことで、封止材をその一方の基体に固定する場合に生じる不純物が、その基体の表面に付着することを十分に防止できる。   In this case, the following effects can be obtained as compared with the case where the sealing material is fixed to both the first base and the second base. That is, since the sealing material only needs to be fixed to one of the first base and the second base, the sealing material is applied to one base as compared with the case where the sealing material is fixed to both bases. Since it does not need to be fixed, the time required for preparing the laminate is shortened. Moreover, when preparing a laminated body, it becomes unnecessary to align the sealing materials fixed to a 1st base | substrate and a 2nd base | substrate. Therefore, a dye-sensitized photoelectric conversion element can be produced efficiently. Moreover, since it becomes unnecessary to align the sealing materials fixed to the 1st base | substrate and the 2nd base | substrate, when heating a sealing material in a bonding process, the alignment of sealing materials is inadequate. Compared to the case where heating is performed as it is, it becomes possible to form a sealing portion with a desired thickness, and between the sealing portion and the first base, and between the sealing portion and the second base, High adhesiveness can be ensured. For this reason, durability of the dye-sensitized photoelectric conversion element obtained can be improved. Further, by not fixing the sealing material to one substrate, it is possible to sufficiently prevent impurities generated when the sealing material is fixed to the one substrate from adhering to the surface of the substrate.

上記製造方法においては、前記基体準備工程において、前記第1基体及び前記第2基体のうち前記封止材が固定されていない基体が前記酸化物半導体層を有することが好ましい。   In the manufacturing method, in the base preparation step, it is preferable that a base on which the sealing material is not fixed has the oxide semiconductor layer among the first base and the second base.

この場合、第1基体及び第2基体のうち封止材が固定されていない基体において、封止材を基体に固定する工程において生じる不純物による酸化物半導体層の汚染が十分に抑制される。このため、酸化物半導体層での光電変換が不純物により阻害されることがより十分に抑制され、得られる色素増感光電変換素子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, in the first substrate and the second substrate where the sealing material is not fixed, contamination of the oxide semiconductor layer due to impurities generated in the step of fixing the sealing material to the substrate is sufficiently suppressed. For this reason, the photoelectric conversion in the oxide semiconductor layer is more sufficiently suppressed from being inhibited by impurities, and the photoelectric conversion characteristics of the obtained dye-sensitized photoelectric conversion element can be more sufficiently improved.

上記製造方法においては、前記基体準備工程が、前記第1基体及び前記第2基体のうち前記酸化物半導体層を有する基体を準備する際に、前記酸化物半導体層に前記電解質を滴下する工程を含み、前記酸化物半導体層の体積1mmあたりの前記電解質の滴下量が0.5〜4.0μLであることが好ましい。 In the manufacturing method, the base preparation step includes a step of dripping the electrolyte into the oxide semiconductor layer when preparing the base having the oxide semiconductor layer among the first base and the second base. In addition, the dropping amount of the electrolyte per 1 mm 3 of the volume of the oxide semiconductor layer is preferably 0.5 to 4.0 μL.

この場合、酸化物半導体層の体積1mmあたりの電解質の滴下量が0.5μL未満である場合に比べて、電解質が十分に酸化物半導体層に含浸され、色素増感光電変換素子の光電変換特性をより向上させることができる。また酸化物半導体層の体積1mmあたりの電解質の滴下量が0.5〜4.0μLである場合、電解質の滴下量が4.0μLを超える場合に比べて、電解質が酸化物半導体層から溢れ出しにくくなり、積層体を準備したり、封止部を形成したりする際に、封止材と第1基体又は第2基体との間に電解質が入り込むことがより十分に抑制される。 In this case, the oxide is sufficiently impregnated in the oxide semiconductor layer and the photoelectric conversion of the dye-sensitized photoelectric conversion element as compared with the case where the drop amount of the electrolyte per 1 mm 3 volume of the oxide semiconductor layer is less than 0.5 μL. The characteristics can be further improved. Further, when the amount of electrolyte dropped per 1 mm 3 of the oxide semiconductor layer is 0.5 to 4.0 μL, the electrolyte overflows from the oxide semiconductor layer as compared with the case where the amount of electrolyte dropped exceeds 4.0 μL. It becomes difficult to take out, and when preparing a laminated body or forming a sealing part, it is more fully suppressed that electrolyte enters between a sealing material and a 1st base | substrate or a 2nd base | substrate.

本発明によれば、耐久性を十分に向上させることができる色素増感光電変換素子を製造できる色素増感光電変換素子の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element which can manufacture the dye-sensitized photoelectric conversion element which can fully improve durability is provided.

本発明に係る色素増感光電変換素子の製造方法の一実施形態により得られる色素増感光電変換素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the dye-sensitized photoelectric conversion element obtained by one Embodiment of the manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element which concerns on this invention. 本発明に係る色素増感光電変換素子の製造方法の一実施形態に用いる第2基体に封止材を固定した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which fixed the sealing material to the 2nd base | substrate used for one Embodiment of the manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element which concerns on this invention. 本発明に係る色素増感光電変換素子の製造方法の一実施形態に用いる第1基体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st base | substrate used for one Embodiment of the manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element which concerns on this invention. 図2の第2基体に封止材を固定したものと図3の第1基体とを対向させている状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which a sealing member is fixed to the second base body of FIG. 2 and the first base body of FIG. 3 is opposed to each other. 図2の第2基体と図3の第1基体とを封止材を介して積層してなる積層体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the laminated body formed by laminating | stacking the 2nd base | substrate of FIG. 2 and the 1st base | substrate of FIG. 3 through the sealing material. 図5の積層体において第1基体と第2基体とを封止材を介して貼り合せている状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which has bonded the 1st base | substrate and the 2nd base | substrate through the sealing material in the laminated body of FIG. 本発明に係る色素増感光電変換素子の製造方法の他の実施形態の一工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1 process of other embodiment of the manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element which concerns on this invention. 本発明に係る色素増感光電変換素子の製造方法の更に他の実施形態の一工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1 process of further another embodiment of the manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element which concerns on 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.

まず本発明に係る色素増感光電変換素子の製造方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。   First, an embodiment of a method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element according to the present invention will be described with reference to the drawings.

はじめに、色素増感光電変換素子の製造方法の説明に先立ち、この製造方法により得られる色素増感光電変換素子100について図1を参照しながら説明する。図1は本発明に係る色素増感光電変換素子の製造方法の実施形態により得られる色素増感光電変換素子を示す断面図である。   First, prior to description of a method for manufacturing a dye-sensitized photoelectric conversion element, a dye-sensitized photoelectric conversion element 100 obtained by this manufacturing method will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view showing a dye-sensitized photoelectric conversion element obtained by an embodiment of a method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element according to the present invention.

図1に示すように、色素増感光電変換素子100は1つの色素増感光電変換セル50を備えており、色素増感光電変換セル50は、電極7を含む第1基材1と、第1基材1に対向する第2基材2とを有している。本実施形態では、第2基材2は対極で構成されている。また第1基材1の電極7の上には酸化物半導体層3が固定され、酸化物半導体層3には光増感色素が担持されている。第1基材1と第2基材2とは環状の封止部4を介して互いに接着されている。第1基材1と第2基材2との間には電解質5が配置されている。ここで、電解質5は酸化物半導体層3に含浸されている。   As shown in FIG. 1, the dye-sensitized photoelectric conversion element 100 includes one dye-sensitized photoelectric conversion cell 50, and the dye-sensitized photoelectric conversion cell 50 includes the first base material 1 including the electrode 7, 1 It has the 2nd base material 2 which opposes the base material 1. FIG. In this embodiment, the 2nd base material 2 is comprised by the counter electrode. Further, the oxide semiconductor layer 3 is fixed on the electrode 7 of the first substrate 1, and the photosensitizing dye is supported on the oxide semiconductor layer 3. The first base material 1 and the second base material 2 are bonded to each other via an annular sealing portion 4. An electrolyte 5 is disposed between the first substrate 1 and the second substrate 2. Here, the electrolyte 5 is impregnated in the oxide semiconductor layer 3.

第1基材1は、電極7と、電極7に対して第2基材2と反対側に設けられる透明基板6とを備えている。ここで、電極7は透明導電層からなる。   The first base material 1 includes an electrode 7 and a transparent substrate 6 provided on the opposite side of the electrode 7 from the second base material 2. Here, the electrode 7 is made of a transparent conductive layer.

第2基材2は、対極基板8と、対極基板8のうち第1基材1側に設けられて第2基材2の表面における還元反応を促進する導電性の触媒層9とを備えている。   The second base material 2 includes a counter electrode substrate 8 and a conductive catalyst layer 9 that is provided on the first base material 1 side of the counter electrode substrate 8 and promotes a reduction reaction on the surface of the second base material 2. Yes.

次に、上記第1基材1、第2基材2、酸化物半導体層3、封止部4、電解質5及び光増感色素について詳細に説明する。   Next, the said 1st base material 1, the 2nd base material 2, the oxide semiconductor layer 3, the sealing part 4, the electrolyte 5, and a photosensitizing dye are demonstrated in detail.

(第1基材)
第1基材1は、上述したように、透明導電層からなる電極7と、電極7に対して第2基材2と反対側に設けられる透明基板6とを備えている。
(First base material)
As described above, the first base material 1 includes the electrode 7 made of a transparent conductive layer, and the transparent substrate 6 provided on the opposite side of the second base material 2 with respect to the electrode 7.

透明基板6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6の厚さは、色素増感光電変換素子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 6 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 6 is appropriately determined according to the size of the dye-sensitized photoelectric conversion element 100 and is not particularly limited, but may be, for example, in the range of 50 to 40,000 μm.

電極7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(ITO)、酸化スズ(SnO)、及び、フッ素添加酸化スズ(FTO)などの導電性金属酸化物が挙げられる。電極7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。電極7が単層で構成される場合、電極7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。電極7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 electrode 7 include conductive metal oxides such as tin-added indium oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), and fluorine-added tin oxide (FTO). The electrode 7 may be a single layer or a laminate of a plurality of layers made of different conductive metal oxides. When the electrode 7 is composed of a single layer, the electrode 7 is preferably composed of FTO because it has high heat resistance and chemical resistance. The thickness of the electrode 7 may be in the range of 0.01 to 2 μm, for example.

(第2基材)
第2基材2は、上述したように対極基板8と触媒層9とを備えている。
(Second base material)
The second base material 2 includes the counter electrode substrate 8 and the catalyst layer 9 as described above.

対極基板8は、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン等の耐食性の金属材料や、ITO、FTO等の導電性酸化物や、炭素、導電性高分子で構成される。対極基板8の厚さは、色素増感光電変換素子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0.005mm〜0.1mmとすればよい。   The counter electrode substrate 8 is made of, for example, a corrosion-resistant metal material such as titanium, nickel, platinum, molybdenum, or tungsten, a conductive oxide such as ITO or FTO, carbon, or a conductive polymer. The thickness of the counter electrode substrate 8 is appropriately determined according to the size of the dye-sensitized photoelectric conversion element 100 and is not particularly limited, but may be, for example, 0.005 mm to 0.1 mm.

触媒層9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。   The catalyst layer 9 is composed of platinum, a carbon-based material, a conductive polymer, or the like.

(酸化物半導体層)
酸化物半導体層3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3の厚さは、例えば0.1〜100μmとすればよい。
(Oxide semiconductor layer)
The oxide semiconductor layer 3 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 3 may be, for example, 0.1 to 100 μm.

(封止部)
封止部4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 4 include thermoplastic resins such as modified polyolefin resins and vinyl alcohol polymers. 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5は、例えばI/I などの酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。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。酸化還元対としては、例えばI/I のほか、臭素/臭化物イオン、亜鉛錯体、鉄錯体、コバルト錯体などのレドックス対が挙げられる。また電解質5は、有機溶媒に代えて、イオン液体を用いてもよい。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩であって、室温付近で溶融状態にある常温溶融塩が用いられる。このような常温溶融塩としては、例えば、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アイオダイド、エチルメチルイミダゾリウムアイオダイド、ジメチルプロピルイミダゾリウムアイオダイド、ブチルメチルイミダゾリウムアイオダイド、又は、メチルプロピルイミダゾリウムアイオダイドが好適に用いられる。
(Electrolytes)
The electrolyte 5 includes a redox couple such as I / I 3 and 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. Examples of the redox pair include I / I 3 and redox pairs such as bromine / bromide ions, zinc complexes, iron complexes, and cobalt complexes. The electrolyte 5 may use an ionic liquid instead of the organic solvent. As the ionic liquid, for example, a known iodine salt such as a pyridinium salt, an imidazolium salt, or a triazolium salt, and a room temperature molten salt that is in a molten state near room temperature is used. Examples of such room temperature molten salts include 1-hexyl-3-methylimidazolium iodide, 1-ethyl-3-propylimidazolium iodide, dimethylimidazolium iodide, ethylmethylimidazolium iodide, and dimethylpropyl. Imidazolium iodide, butylmethylimidazolium iodide, or methylpropyl imidazolium iodide is preferably used.

また、電解質5は、上記有機溶媒に代えて、上記イオン液体と上記有機溶媒との混合物を用いてもよい。   The electrolyte 5 may be a mixture of the ionic liquid and the organic solvent instead of the organic solvent.

また電解質5には添加剤を加えることができる。添加剤としては、LiI、I、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。 An additive can be added to the electrolyte 5. As the additive, LiI, I 2, 4- t- butylpyridine, guanidinium thiocyanate, 1-methylbenzimidazole, 1-butyl-benzimidazole and the like.

さらに電解質5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 5, a nanocomposite gel electrolyte, which is a pseudo-solid electrolyte formed by kneading nanoparticles such as SiO 2 , TiO 2 , and carbon nanotubes with the above electrolyte, may be used, or polyvinylidene fluoride. 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、色素増感光電変換素子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 photoelectric conversion element 100 can be further improved.

次に、上述した色素増感光電変換素子100の製造方法について図2〜図6を参照しながら説明する。図2は、本発明に係る色素増感光電変換素子の製造方法の一実施形態に用いる第2基体に封止材を固定した状態を示す断面図、図3は、本発明に係る色素増感光電変換素子の製造方法の一実施形態に用いる第1基体を示す断面図、図4は、図2の第2基体に封止材を固定したものと図3の第1基体とを対向させている状態を示す断面図、図5は、図2の第2基体と図3の第1基体とを、封止材を介して積層してなる積層体を示す断面図、図6は、図5の積層体において第1基体と第2基体とを封止材を介して貼り合せている状態を示す断面図である。   Next, a manufacturing method of the above-described dye-sensitized photoelectric conversion element 100 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a sealing material is fixed to a second substrate used in an embodiment of a method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion device according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first substrate used in an embodiment of a method for manufacturing a photoelectric conversion element, and FIG. 4 is a diagram in which a sealing member is fixed to the second substrate in FIG. 2 and the first substrate in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a laminated body formed by laminating the second base body of FIG. 2 and the first base body of FIG. 3 through a sealing material, and FIG. It is sectional drawing which shows the state which has bonded the 1st base | substrate and the 2nd base | substrate through the sealing material in the laminated body of.

<基体準備工程>
まず図2に示すように、第2基体20を準備する。第2基体20には、触媒層9側の表面に封止材4Aを固定する。
<Base preparation process>
First, as shown in FIG. 2, a second base 20 is prepared. In the second substrate 20, the sealing material 4A is fixed to the surface on the catalyst layer 9 side.

一方、図3に示すように、第1基材1と、第1基材1上に設けられる酸化物半導体層3と、第1基材1上に設けられ、酸化物半導体層3に含浸される電解質5とを有する第1基体10を準備する。なお、本実施形態では、第1基体10には、封止部4を形成する環状の封止材4Aは固定されていない。従って、酸化物半導体層3は、封止材4Aが固定されていない第1基体10に含まれることになる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the first base 1, the oxide semiconductor layer 3 provided on the first base 1, and the oxide semiconductor layer 3 provided on the first base 1 are impregnated. A first substrate 10 having an electrolyte 5 is prepared. In the present embodiment, the annular sealing material 4 </ b> A that forms the sealing portion 4 is not fixed to the first base 10. Therefore, the oxide semiconductor layer 3 is included in the first base body 10 to which the sealing material 4A is not fixed.

<積層体準備工程>
次に、図4に示すように、第1基体10と、封止材4A付きの第2基体20とを互いに対向させた後、図5に示すように、互いに接触させる。このとき、封止材4Aを第1基材1の電極7に接触させるとともに、封止材4Aの内側に酸化物半導体層3を配置させる。この時点ではまだ封止材4Aは溶融していない状態にある。言い換えると、封止材4Aは第1基材1の電極7に接着されていない状態にある。
<Laminated body preparation process>
Next, as shown in FIG. 4, the first base 10 and the second base 20 with the sealing material 4 </ b> A are made to face each other and then brought into contact with each other as shown in FIG. 5. At this time, the sealing material 4A is brought into contact with the electrode 7 of the first base material 1, and the oxide semiconductor layer 3 is disposed inside the sealing material 4A. At this time, the sealing material 4A is not yet melted. In other words, the sealing material 4 </ b> A is not bonded to the electrode 7 of the first base material 1.

こうして積層体50Aを準備する。   In this way, the laminated body 50A is prepared.

<貼合せ工程>
次に、積層体50Aを、チャンバ(図示せず)の内部に配置させる。そしてこの状態で、チャンバの内部空間を減圧する。その後、図6に示すように、加熱部材40を第2基材2に接触させ、第2基材2を介して封止材4Aを加圧しながら加熱して溶融させる。
<Lamination process>
Next, the stacked body 50A is placed inside a chamber (not shown). In this state, the internal space of the chamber is decompressed. Thereafter, as shown in FIG. 6, the heating member 40 is brought into contact with the second base material 2, and the sealing material 4 </ b> A is heated and melted through the second base material 2 while being pressurized.

こうして封止材4Aを第1基材1に接着させて封止部4を形成し、第1基体10及び第2基体20同士を貼り合せる。その後、チャンバの内部空間の減圧操作を停止し、チャンバの内部空間を大気開放させる。   Thus, the sealing material 4A is adhered to the first base material 1 to form the sealing portion 4, and the first base body 10 and the second base body 20 are bonded to each other. Thereafter, the decompression operation of the internal space of the chamber is stopped, and the internal space of the chamber is opened to the atmosphere.

以上のようにして1つの色素増感光電変換セル50からなる色素増感光電変換素子100が得られる。   As described above, the dye-sensitized photoelectric conversion element 100 including one dye-sensitized photoelectric conversion cell 50 is obtained.

上記製造方法によれば、第1基体10及び第2基体20を互いに対向させた状態で封止材4Aを介して接触させて積層体50Aを準備した後、この積層体50Aがチャンバ内で減圧下に置かれる。このとき、積層体50Aは、封止材4Aが第1基体10の第1基材1に接触するように準備される。このため、封止材4Aが溶融される際に電解質5が蒸発しても、その封止材4Aと第1基体10との間に電解質5の蒸気層が形成されることが十分に抑制される。その結果、封止材4Aと第1基体10とを十分に接着させることが可能となる。また電解質5が蒸発しても、電解質5は積層体50A内に閉じ込められ、外部に漏れにくくなっている。このため、得られる色素増感光電変換素子100の耐久性を向上させることができる。   According to the manufacturing method, after the first base body 10 and the second base body 20 are brought into contact with each other through the sealing material 4A in a state of facing each other, the stacked body 50A is prepared, and then the stacked body 50A is decompressed in the chamber. Placed below. At this time, the stacked body 50 </ b> A is prepared such that the sealing material 4 </ b> A contacts the first base material 1 of the first base 10. For this reason, even if the electrolyte 5 evaporates when the sealing material 4A is melted, the formation of a vapor layer of the electrolyte 5 between the sealing material 4A and the first base 10 is sufficiently suppressed. The As a result, the sealing material 4A and the first base 10 can be sufficiently bonded. Further, even when the electrolyte 5 evaporates, the electrolyte 5 is confined in the stacked body 50A and is difficult to leak to the outside. For this reason, durability of the dye-sensitized photoelectric conversion element 100 obtained can be improved.

また上記製造方法では、積層体準備工程において、積層体50Aを準備する際に、第2基体20のみに封止材4Aが固定され、第1基体10には封止材4Aが固定されていない。この場合、第1基体10及び第2基体20のいずれにも封止材4Aが固定される場合に比べて、以下の効果が得られる。すなわち、第1基体10及び第2基体20のうち第2基体20にのみ封止材4Aが固定されればよいので、第1基体10及び第2基体20の両方に封止材4Aが固定される場合に比べて、第1基体10において第1基材1に封止材4Aを固定しなくて済む分、積層体50Aを準備するのに要する時間が短縮される。また積層体50Aを準備する際に、第1基体10及び第2基体20に固定される封止材4A同士を位置合わせすることが不要となる。従って、色素増感光電変換素子100を効率的に製造することができる。また第1基体10及び第2基体20に固定される封止材4A同士を位置合わせすることが不要となるので、貼合せ工程で封止材4Aを加熱溶融する際に、封止材4A同士の位置合わせが不十分なまま加熱溶融する場合に比べて、所望の厚さの封止部4を形成することが可能となり、色素増感光電変換素子100において、封止部4と第1基材1との間、及び、封止部4と第2基材2との間において、高い接着性を確保することができる。このため、色素増感光電変換素子100の耐久性をより向上させることができる。さらに封止材4Aを第1基体10に固定しないことで、封止材4Aを第1基体10に固定する際に生じる不純物が、その第1基体10の表面に付着することを十分に防止できる。また、第2基体20のみに封止材4Aが固定され、第1基体10には封止材4Aが固定されていないので、第1基体10及び第2基体20のいずれにも封止材4Aが固定されていない場合に比べて、以下の効果が得られる。すなわち、封止材4Aを第1基体10及び第2基体20の両方の基体に固定しない場合に比べて、その後の貼合せ工程において、封止材4Aと第2基体20との間に、電解質40の蒸気層が形成されることがより一層抑制され、特に封止材4Aと第2基体20とをより十分に接着させることが可能となる。   Further, in the manufacturing method, when preparing the stacked body 50A in the stacked body preparation step, the sealing material 4A is fixed only to the second base body 20, and the sealing material 4A is not fixed to the first base body 10. . In this case, the following effects can be obtained as compared with the case where the sealing material 4A is fixed to both the first base 10 and the second base 20. That is, since the sealing material 4A only needs to be fixed to the second base body 20 of the first base body 10 and the second base body 20, the sealing material 4A is fixed to both the first base body 10 and the second base body 20. Compared with the case where the first base 10 is not fixed to the first base material 1, the time required for preparing the stacked body 50A is shortened. Further, when preparing the stacked body 50A, it is not necessary to align the sealing materials 4A fixed to the first base 10 and the second base 20. Therefore, the dye-sensitized photoelectric conversion element 100 can be manufactured efficiently. Further, since it is not necessary to align the sealing materials 4A fixed to the first base 10 and the second base 20, the sealing materials 4A are bonded together when the sealing material 4A is heated and melted in the bonding step. As compared with the case where the resin is heated and melted with insufficient alignment, it is possible to form the sealing portion 4 having a desired thickness. High adhesiveness can be ensured between the material 1 and between the sealing portion 4 and the second base material 2. For this reason, the durability of the dye-sensitized photoelectric conversion element 100 can be further improved. Furthermore, by not fixing the sealing material 4A to the first base body 10, it is possible to sufficiently prevent impurities generated when the sealing material 4A is fixed to the first base body 10 from adhering to the surface of the first base body 10. . Further, since the sealing material 4A is fixed only to the second base body 20 and the sealing material 4A is not fixed to the first base body 10, the sealing material 4A is applied to both the first base body 10 and the second base body 20. Compared to the case where is not fixed, the following effects can be obtained. That is, compared with the case where the sealing material 4A is not fixed to both the first base 10 and the second base 20, the electrolyte is interposed between the sealing material 4A and the second base 20 in the subsequent bonding step. The formation of 40 vapor layers is further suppressed, and in particular, the sealing material 4A and the second substrate 20 can be more sufficiently bonded.

さらに上記製造方法では、第1基体10及び第2基体20のうち封止材4Aが固定されていない第1基体10において、封止材4Aを第1基体10に固定する工程において生じる不純物による酸化物半導体層3の汚染が十分に抑制される。このため、酸化物半導体層3での光電変換が不純物により阻害されることがより十分に抑制され、得られる色素増感光電変換素子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。例えば、封止材4Aを第1基体10に形成する際に用いるキャリアフィルムの成分が酸化物半導体層3に転写されることが十分に抑制される。その結果、後工程の色素吸着が阻害されることがより十分に抑制され、得られる色素増感光電変換素子100の発電効率をより向上させることができる。   Further, in the above manufacturing method, in the first base 10 in which the sealing material 4A is not fixed among the first base 10 and the second base 20, oxidation due to impurities generated in the step of fixing the sealing material 4A to the first base 10 is performed. Contamination of the physical semiconductor layer 3 is sufficiently suppressed. For this reason, the photoelectric conversion in the oxide semiconductor layer 3 is more sufficiently suppressed from being impeded by impurities, and the photoelectric conversion characteristics of the resulting dye-sensitized photoelectric conversion element 100 can be more sufficiently improved. For example, transfer of the component of the carrier film used when forming the sealing material 4 </ b> A to the first base 10 to the oxide semiconductor layer 3 is sufficiently suppressed. As a result, inhibition of dye adsorption in the subsequent process is sufficiently suppressed, and the power generation efficiency of the resulting dye-sensitized photoelectric conversion element 100 can be further improved.

次に、上述した基材準備工程、積層体準備工程、及び貼合せ工程について詳細に説明する。   Next, the base material preparation process, the laminate preparation process, and the bonding process described above will be described in detail.

<基体準備工程>
上述したように、まず第1基体10と、封止材4A付きの第2基体20とを準備する。
<Base preparation process>
As described above, first, the first base 10 and the second base 20 with the sealing material 4A are prepared.

第2基体20は以下のようにして得ることができる。   The second substrate 20 can be obtained as follows.

即ちまず対極基板8を準備する。そして、対極基板8の上に触媒層9を形成する。触媒層9の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法などが用いられる。これらのうちスパッタ法が膜の均一性の点から好ましい。   That is, first, the counter electrode substrate 8 is prepared. Then, the catalyst layer 9 is formed on the counter electrode substrate 8. As a method for forming the catalyst layer 9, a sputtering method, a vapor deposition method, or the like is used. Of these, sputtering is preferred from the viewpoint of film uniformity.

第2基体20に対しては環状の封止材4Aを固定する。第2基体20の上に環状の封止材4Aを固定するには、この環状の封止材4Aを第2基体20の上に配置し、環状の封止材4Aを加熱により溶融させて第2基体20に接着させればよい。こうして封止材4A付きの第2基体20が得られる。   An annular sealing material 4A is fixed to the second base 20. In order to fix the annular sealing material 4A on the second base body 20, the annular sealing material 4A is disposed on the second base body 20, and the annular sealing material 4A is melted by heating. The two substrates 20 may be adhered. Thus, the second base body 20 with the sealing material 4A is obtained.

一方、第1基体10は以下のようにして得ることができる。   On the other hand, the first substrate 10 can be obtained as follows.

まず第1基材1を準備する。第1基材1は、透明基板6の上に電極7を形成することによって形成することができる。   First, the first substrate 1 is prepared. The first base material 1 can be formed by forming the electrode 7 on the transparent substrate 6.

電極7の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法及びCVD法などが用いられる。   As a method for forming the electrode 7, a sputtering method, a vapor deposition method, a spray pyrolysis method, a CVD method, or the like is used.

次に、第1基材1の上に酸化物半導体層3を形成する。第1基材1の上に酸化物半導体層3を形成するには以下のようにすればよい。すなわち、第1基材1の電極7上に、酸化物半導体層形成用ペーストを印刷した後、焼成することで酸化物半導体層3を形成する。   Next, the oxide semiconductor layer 3 is formed on the first substrate 1. The oxide semiconductor layer 3 may be formed on the first substrate 1 as follows. That is, the oxide semiconductor layer 3 is formed by printing the oxide semiconductor layer forming paste on the electrode 7 of the first base material 1 and then baking the paste.

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。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、バーコート法などを用いることができる。   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. 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.

酸化物半導体層形成用ペーストの焼成温度は酸化物半導体粒子により異なるが、通常は350〜600℃であり、焼成時間も、酸化物半導体粒子により異なるが、通常は1〜5時間である。   Although the firing temperature of the oxide semiconductor layer forming paste varies depending on the oxide semiconductor particles, it is usually 350 to 600 ° C., and the firing time also varies depending on the oxide semiconductor particles, but is usually 1 to 5 hours.

酸化物半導体層3の表面に光増感色素を吸着させるためには、酸化物半導体層3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3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3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3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3に吸着させてもよい。   In order to adsorb the photosensitizing dye on the surface of the oxide semiconductor layer 3, the oxide semiconductor layer 3 is immersed in a solution containing the photosensitizing dye, and the photosensitizing dye is used as the oxide semiconductor layer. After the photosensitizing dye is adsorbed onto the oxide semiconductor layer 3, the photosensitizing dye may be adsorbed onto the oxide semiconductor layer 3 by washing away excess photosensitizing dye with the solvent component of the solution and drying it. However, the photosensitizing dye may be adsorbed to the oxide semiconductor layer 3 by applying a solution containing the photosensitizing dye to the oxide semiconductor layer 3 and then drying the solution.

酸化物半導体層3に電解質5を含浸させるためには、電解質5を滴下すればよい。ここで、電解質5の滴下量は特に制限されるものではないが、酸化物半導体層3の体積1mmあたり0.5〜4.0μLであることが好ましい。この場合、酸化物半導体層3の体積1mmあたりの電解質5の滴下量が0.5μL未満である場合に比べて、電解質5が十分に酸化物半導体層3に含浸されることになり、色素増感光電変換素子100の光電変換特性をより向上させることができる。また酸化物半導体層3の体積1mmあたりの電解質5の滴下量が0.5〜4.0μLである場合には、電解質5の滴下量が4.0μLを超える場合に比べて、第1基体10において、電解質5が酸化物半導体層3から溢れ出しにくくなり、積層体50Aを準備する際に、封止材4Aと第1基材1との間に電解質5が入り込むことがより十分に抑制される。なお、酸化物半導体層3の体積は、内部の空孔を含む体積を言う。 In order to impregnate the oxide semiconductor layer 3 with the electrolyte 5, the electrolyte 5 may be dropped. Here, the dropping amount of the electrolyte 5 is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 4.0 μL per 1 mm 3 of the volume of the oxide semiconductor layer 3. In this case, as compared with the case dropping amount of the electrolyte 5 per volume 1 mm 3 of the oxide semiconductor layer 3 is less than 0.5 [mu] L, will be the electrolyte 5 is impregnated sufficiently oxide semiconductor layer 3, the dye The photoelectric conversion characteristics of the sensitized photoelectric conversion element 100 can be further improved. In the case dropping amount of the electrolyte 5 per volume 1 mm 3 of the oxide semiconductor layer 3 is 0.5~4.0μL, compared to when dropping amount of the electrolyte 5 exceeds 4.0MyuL, first substrate 10, the electrolyte 5 is less likely to overflow from the oxide semiconductor layer 3, and the electrolyte 5 is more sufficiently suppressed from entering between the sealing material 4 </ b> A and the first substrate 1 when preparing the stacked body 50 </ b> A. Is done. Note that the volume of the oxide semiconductor layer 3 refers to a volume including internal vacancies.

酸化物半導体層3の体積1mmあたりの電解質5の滴下量はより好ましくは1.4〜3.0μLであり、特に好ましくは2.3〜2.8μLである。 Dropping amount of the electrolyte 5 per volume 1 mm 3 of the oxide semiconductor layer 3 is more preferably 1.4~3.0MyuL, particularly preferably 2.3~2.8MyuL.

<積層体準備工程>
積層体50Aは大気圧下で準備する。ここで、大気圧とは、0℃に換算した場合に101325Paである圧力を言う。
<Laminated body preparation process>
The laminated body 50A is prepared under atmospheric pressure. Here, the atmospheric pressure refers to a pressure of 101325 Pa when converted to 0 ° C.

<貼合せ工程>
貼合せ工程においては、積層体50Aが配置されるチャンバの内部の空間は減圧される。この場合、この空間は通常、50Pa以上1013hPa未満の範囲の圧力まで減圧される。ここで、この圧力は50〜800Paとすることが好ましく、300〜800Paとすることがより好ましい。
<Lamination process>
In the bonding step, the space inside the chamber in which the stacked body 50A is arranged is decompressed. In this case, this space is normally depressurized to a pressure in the range of 50 Pa or more and less than 1013 hPa. Here, this pressure is preferably 50 to 800 Pa, and more preferably 300 to 800 Pa.

また上記のようにチャンバの内部空間を減圧する場合、第1基材1及び第2基材2のうち少なくとも一方が可撓性を有することが好ましい。   Moreover, when decompressing the internal space of the chamber as described above, it is preferable that at least one of the first base material 1 and the second base material 2 has flexibility.

この場合、第1基材1及び第2基材2のいずれも可撓性を有しない場合に比べて、色素増感光電変換素子100が大気圧下に置かれた場合に、第1基材1及び第2基材2のうち可撓性を有する電極が大気圧によって撓み、第1基材1と第2基材2との間隔を狭めることが可能となる。その結果、第1基材1及び第2基材2のいずれも可撓性を有しない場合に比べて、光電変換特性がより向上する。   In this case, when the dye-sensitized photoelectric conversion element 100 is placed under atmospheric pressure as compared with the case where neither the first base material 1 nor the second base material 2 has flexibility, the first base material. The flexible electrode of the first and second substrates 2 bends due to atmospheric pressure, and the distance between the first substrate 1 and the second substrate 2 can be reduced. As a result, compared with the case where neither the 1st base material 1 nor the 2nd base material 2 has flexibility, a photoelectric conversion characteristic improves more.

また上述したように、第1基体10と第2基体20との貼合せは、封止材4Aを加圧しながら加熱することにより行われる。   Further, as described above, the bonding of the first base 10 and the second base 20 is performed by heating the sealing material 4A while applying pressure.

このとき、封止材4Aの加圧時の圧力は特に制限されるものではないが、通常、1〜50MPaであり、好ましくは2〜30MPaであり、より好ましくは3〜20MPaである。   At this time, although the pressure at the time of pressurization of 4 A of sealing materials is not restrict | limited, Usually, it is 1-50 MPa, Preferably it is 2-30 MPa, More preferably, it is 3-20 MPa.

また封止材4Aを溶融させるときの温度は、封止材4Aを構成する材料の融点以上であればよい。封止材4Aを溶融させるときの温度は、(封止材4Aの融点+200℃)以下であることが好ましい。上記温度が(封止材4Aの融点+200℃)を超えると、封止材4Aが熱によって分解するおそれがある。   Moreover, the temperature at which the sealing material 4A is melted may be equal to or higher than the melting point of the material constituting the sealing material 4A. The temperature at which the sealing material 4A is melted is preferably (melting point of the sealing material 4A + 200 ° C.) or less. If the temperature exceeds (the melting point of the sealing material 4A + 200 ° C.), the sealing material 4A may be decomposed by heat.

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においては、第1基体10には封止材4Aが固定されていないが、図7に示すように、第1基体10Aには、環状の封止材4Aが固定されていてもよい。この場合、封止材4Aは第1基体10の第1基材1上に酸化物半導体層3を包囲するように固定される。また第1基体10Aと第2基体20とを封止材4Aを介して積層してなる積層体においては、第1基体10Aに固定される封止材4Aと第2基体20に固定される封止材4Aとが接触した状態で重なり合わされることになる。また、第1基体10及び第2基体20の両方に封止材4Aが固定されているので、第1基体10及び第2基体20のいずれにも封止材4Aが固定されていない場合に比べて、以下の効果が得られる。すなわち、封止材4Aを第1基体10及び第2基体20の両方の基体に固定しない場合に比べて、その後の貼合せ工程において、封止材4Aと第1基体10との間、及び、封止材4Aと第2基体20との間に、電解質40の蒸気層が形成されることがより一層抑制され、封止材4Aと第2基体20とをより十分に接着させることが可能となるとともに、封止材4Aと第1基体10とをより十分に接着させることも可能となる。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the sealing material 4A is not fixed to the first base body 10, but as shown in FIG. 7, even if the annular sealing material 4A is fixed to the first base body 10A. Good. In this case, the sealing material 4A is fixed on the first base material 1 of the first base 10 so as to surround the oxide semiconductor layer 3. Further, in a laminated body in which the first base body 10A and the second base body 20 are laminated via the sealing material 4A, the sealing material 4A fixed to the first base body 10A and the sealing fixed to the second base body 20 are used. It overlaps in the state which the stop material 4A contacted. Further, since the sealing material 4A is fixed to both the first base body 10 and the second base body 20, compared with the case where the sealing material 4A is not fixed to either the first base body 10 or the second base body 20. Thus, the following effects can be obtained. That is, compared with the case where the sealing material 4A is not fixed to both the first base body 10 and the second base body 20, in the subsequent bonding step, between the sealing material 4A and the first base body 10, and The formation of a vapor layer of the electrolyte 40 between the sealing material 4A and the second base 20 is further suppressed, and the sealing material 4A and the second base 20 can be more sufficiently bonded. In addition, the sealing material 4A and the first base 10 can be more sufficiently bonded.

また上記実施形態では、第1基体10に封止材4Aが固定されておらず、第2基体20に封止材4Aが固定されているが、第1基体10に封止材4Aが固定され、第2基体20に封止材4Aが固定されていなくてもよい。この場合、封止材4Aは、第1基体10に対し、第1基材1上で酸化物半導体層3を包囲するように固定されることになる。また、第1基体10のみに封止材4Aが固定され、第2基体20には封止材4Aが固定されていないので、第1基体10及び第2基体20のいずれにも封止材4Aが固定されていない場合に比べて、以下の効果が得られる。すなわち、封止材4Aを第1基体10及び第2基体20の両方の基体に固定しない場合に比べて、その後の貼合せ工程において、封止材4Aと第1基体10との間に、電解質40の蒸気層が形成されることがより一層抑制され、特に封止材4Aと第1基体10とをより十分に接着させることが可能となる。   In the above embodiment, the sealing material 4A is not fixed to the first base body 10 and the sealing material 4A is fixed to the second base body 20, but the sealing material 4A is fixed to the first base body 10. The sealing material 4A may not be fixed to the second base 20. In this case, the sealing material 4 </ b> A is fixed to the first base 10 so as to surround the oxide semiconductor layer 3 on the first base material 1. Further, since the sealing material 4A is fixed only to the first base body 10 and the sealing material 4A is not fixed to the second base body 20, the sealing material 4A is applied to both the first base body 10 and the second base body 20. Compared to the case where is not fixed, the following effects can be obtained. That is, as compared with the case where the sealing material 4A is not fixed to both the first base 10 and the second base 20, the electrolyte is interposed between the sealing material 4A and the first base 10 in the subsequent bonding step. The formation of 40 vapor layers is further suppressed, and in particular, the sealing material 4A and the first base 10 can be more sufficiently bonded.

また、上記実施形態では、第2基体20に封止材4Aが固定され、第1基体210に封止材4Aが固定されていないが、第1基体10及び第2基体20のいずれにも封止材4Aが固定されていなくてもよい。但し、この場合、積層体を準備する際には、第1基体10と第2基体20との間に封止材4Aが配置され、この封止材4Aは、貼合せ工程において、第1基体10及び第2基体10に固定されることになる。   In the above embodiment, the sealing material 4A is fixed to the second base 20 and the sealing material 4A is not fixed to the first base 210. However, the sealing material 4A is sealed to either the first base 10 or the second base 20. Stop material 4A does not need to be fixed. However, in this case, when preparing the laminated body, the sealing material 4A is disposed between the first base 10 and the second base 20, and this sealing material 4A is used in the bonding step. 10 and the second base 10 are fixed.

さらに上記実施形態では、積層体50Aが大気圧下で準備され、その後に、積層体50Aがチャンバの内部に配置されているが、チャンバの内部空間の圧力が減圧状態でない限り、積層体50Aは、チャンバ内で準備されてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the stacked body 50A is prepared under atmospheric pressure, and then the stacked body 50A is disposed inside the chamber. However, as long as the pressure in the internal space of the chamber is not reduced, the stacked body 50A is May be prepared in the chamber.

また上記実施形態では、封止材4Aとして、熱可塑性樹脂が用いられているが、封止材4Aとしては、熱硬化樹脂又は紫外線硬化樹脂などを用いることもできる。この場合、封止材4Aとして熱硬化樹脂が用いられる場合には、貼合せ工程において、封止材4Aを溶融させることなく加熱させることにより封止材が第1基体10及び第2基体20に接着されることになる。また封止材4Aとして、紫外線硬化樹脂が用いられる場合には、貼合せ工程において、封止材4Aを溶融させることなく加熱しながら紫外線を照射することにより封止材が第1基体10及び第2基体20に接着されることになる。   In the above embodiment, a thermoplastic resin is used as the sealing material 4A. However, as the sealing material 4A, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like may be used. In this case, when a thermosetting resin is used as the sealing material 4A, the sealing material is heated to the first base 10 and the second base 20 by heating the sealing material 4A without melting in the bonding step. It will be glued. In the case where an ultraviolet curable resin is used as the sealing material 4A, the sealing material is irradiated with ultraviolet rays while heating the sealing material 4A without melting it in the laminating step, so that the sealing material becomes the first base 10 and the first substrate. The two substrates 20 are bonded.

さらにまた上記実施形態では、第2基材2が対極で構成された第2基体20が用いられているが、図8に示すように、第2基体20に代えて、絶縁性基板からなる基材202を用いた第2基体220が用いられてもよい。ここで、第2基体220には封止材4Aが固定されている。この場合、第1基体210は、第1基材1上に設けられる構造体211を有する。構造体211は、第1基材1のうち電極7上に設けられている。構造体211は、第1基材1側から順に、酸化物半導体層3、多孔質絶縁層212及び対極214で構成される。また酸化物半導体層3及び多孔質絶縁層212の内部には電解質5が含浸されている。また第1基体210には封止材4Aが固定されていない。ここで、第2基材202としては、例えばガラス基板又は樹脂フィルムなどを用いることができる。また対極214としては、第2基材2と同様のものを用いることができる。あるいは、対極214は、例えばカーボン等を含む多孔質の単一の層で構成されてもよい。多孔質絶縁層212は、主として、酸化物半導体層3と対極214との物理的接触を防ぎ、電解質5を内部に含浸させるためのものである。このような多孔質絶縁層212としては、例えば酸化物の焼成体を用いることができる。なお、図8に示す第1基体210は、1つの構造体211のみを有しているが、複数の構造体211を有していてもよい。また、多孔質絶縁層212は、酸化物半導体層3と対極214との間に設けられているが、酸化物半導体層3を囲むように、第1基材1と対極214との間に設けてもよい。この構成でも、酸化物半導体層3と対極214との物理的接触を防ぐことができる。なお、図8においては、第2基体220には封止材4Aが固定され、第1基体210には封止材4Aが固定されていないが、第2基体220には封止材4Aが固定されず、第1基体210にのみ封止材4Aが固定されていてもよいし、第2基体220に封止材4Aが固定され、第1基体210にも封止材4Aが固定されていてもよい。また第1基体210及び第2基体220のいずれにも封止材4Aが固定されていなくてもよい。但し、この場合、積層体を準備する際には、第1基体210と第2基体220との間に封止材4Aが配置され、この封止材4Aは、貼合せ工程において、第1基体210及び第2基体210に固定されることになる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the second base 20 in which the second base 2 is configured as a counter electrode is used. However, as shown in FIG. 8, a base made of an insulating substrate is used instead of the second base 20. A second substrate 220 using the material 202 may be used. Here, the sealing material 4 </ b> A is fixed to the second base body 220. In this case, the first base 210 has a structure 211 provided on the first base 1. The structure 211 is provided on the electrode 7 in the first base material 1. The structure 211 includes the oxide semiconductor layer 3, the porous insulating layer 212, and the counter electrode 214 in this order from the first base material 1 side. The oxide semiconductor layer 3 and the porous insulating layer 212 are impregnated with the electrolyte 5. Further, the sealing material 4A is not fixed to the first base 210. Here, as the second base material 202, for example, a glass substrate or a resin film can be used. Moreover, as the counter electrode 214, the thing similar to the 2nd base material 2 can be used. Alternatively, the counter electrode 214 may be formed of a single porous layer containing, for example, carbon. The porous insulating layer 212 is mainly for preventing physical contact between the oxide semiconductor layer 3 and the counter electrode 214 and impregnating the electrolyte 5 therein. As such a porous insulating layer 212, for example, a fired body of an oxide can be used. Note that the first base 210 illustrated in FIG. 8 includes only one structure 211, but may include a plurality of structures 211. The porous insulating layer 212 is provided between the oxide semiconductor layer 3 and the counter electrode 214, but is provided between the first base material 1 and the counter electrode 214 so as to surround the oxide semiconductor layer 3. May be. Even in this configuration, physical contact between the oxide semiconductor layer 3 and the counter electrode 214 can be prevented. In FIG. 8, the sealing material 4A is fixed to the second base 220, and the sealing material 4A is not fixed to the first base 210, but the sealing material 4A is fixed to the second base 220. Alternatively, the sealing material 4A may be fixed only to the first base 210, the sealing material 4A may be fixed to the second base 220, and the sealing material 4A may be fixed to the first base 210. Also good. Further, the sealing material 4A may not be fixed to either the first base 210 or the second base 220. However, in this case, when preparing the laminated body, the sealing material 4A is disposed between the first base 210 and the second base 220, and this sealing material 4A is used in the bonding step. 210 and the second base 210 are fixed.

さらに上記実施形態では、電解質5が酸化物半導体層3に含浸されているが、電解質5は必ずしも酸化物半導体層3に含浸されていなくてもよい。   Further, in the above embodiment, the electrolyte 5 is impregnated in the oxide semiconductor layer 3, but the electrolyte 5 is not necessarily impregnated in the oxide semiconductor layer 3.

また上記実施形態では、色素増感光電変換素子が1つの色素増感光電変換セル50で構成されているが、色素増感光電変換素子は、色素増感光電変換セル50を複数備えていてもよい。   In the above embodiment, the dye-sensitized photoelectric conversion element is configured by one dye-sensitized photoelectric conversion cell 50. However, the dye-sensitized photoelectric conversion element may include a plurality of dye-sensitized photoelectric conversion cells 50. Good.

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)
はじめに、6.0cm×6.0cm×0.05mmのチタンからなる基板を対極基板として準備した。そして、対極基板上に、スパッタリング法により、厚さ10nmの白金触媒層を形成し、第2基材としての対極を得た。こうして、第2基材からなる第2基体を得た。
Example 1
First, a substrate made of titanium having a size of 6.0 cm × 6.0 cm × 0.05 mm was prepared as a counter electrode substrate. And the platinum catalyst layer of thickness 10nm was formed on the counter electrode board | substrate by sputtering method, and the counter electrode as a 2nd base material was obtained. In this way, the 2nd base | substrate which consists of a 2nd base material was obtained.

次に、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、融点:98℃)からなる6.0cm×6.0cm×50μmのシートの中央に、5.0cm×5.0cm×50μmの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを、第2基体である対極上における環状の部位に配置した。そして、この樹脂シートを150℃で1分間加熱し溶融させることによって環状部位に接着し、対極上における環状部位に第2封止材を固定した。こうして、第2封止材付きの第2基体を得た。   Next, 5.0 cm × 5.0 cm × 50 μm is placed in the center of a 6.0 cm × 6.0 cm × 50 μm sheet made of Himiran (trade name, manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd., melting point: 98 ° C.) as an ionomer. A square annular resin sheet having an opening was prepared. And this resin sheet was arrange | positioned in the cyclic | annular site | part on the counter electrode which is a 2nd base | substrate. The resin sheet was heated and melted at 150 ° C. for 1 minute to adhere to the annular portion, and the second sealing material was fixed to the annular portion on the counter electrode. In this way, the 2nd base | substrate with a 2nd sealing material was obtained.

一方、8.0cm×8.0cm×4.0mmのFTO基板を電極として準備した。続いて、FTO基板の上に、ドクターブレード法によって酸化チタンペースト(Solaronix社製、Ti nanoixide T/sp)を、その厚さが15μmとなるように塗布した後、このペーストを塗布したFTO基板を、熱風循環タイプのオーブンに入れて500℃で0.5時間焼成し、FTO基板上に厚さ15μmの酸化物半導体層を形成し、構造体を得た。   On the other hand, an FTO substrate of 8.0 cm × 8.0 cm × 4.0 mm was prepared as an electrode. Subsequently, a titanium oxide paste (Solaronix, Ti nanoixide T / sp) is applied on the FTO substrate by a doctor blade method so that the thickness becomes 15 μm, and then the FTO substrate to which this paste is applied is applied. Then, it was placed in a hot air circulation type oven and baked at 500 ° C. for 0.5 hour to form an oxide semiconductor layer having a thickness of 15 μm on the FTO substrate to obtain a structure.

次に、この構造体を、アセトニトリルとt−ブタノールとを1:1の体積比で混合した混合溶媒中に光増感色素であるN719を0.2mM溶かした色素溶液中に一昼夜浸漬して酸化物半導体層に光増感色素を担持させた。こうして作用極を得た。   Next, this structure was oxidized by being immersed overnight in a dye solution in which 0.2719 of N719 as a photosensitizing dye was dissolved in a mixed solvent in which acetonitrile and t-butanol were mixed at a volume ratio of 1: 1. A photosensitizing dye was supported on the physical semiconductor layer. Thus, a working electrode was obtained.

次に、アイオノマーであるハイミランからなる6.0cm×6.0cm×50μmのシートの中央に、5.0cm×5.0cm×50μmの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。この樹脂シートを作用極の酸化物半導体層を包囲する環状の部位に配置した。そして、この樹脂シートを150℃で1分間加熱し溶融させることによって環状部位に接着し、FTO基板上における環状部位に第1封止材を固定した。   Next, a square annular resin sheet was prepared in which an opening of 5.0 cm × 5.0 cm × 50 μm was formed in the center of a 6.0 cm × 6.0 cm × 50 μm sheet made of high Milan as an ionomer. This resin sheet was disposed in an annular portion surrounding the oxide semiconductor layer of the working electrode. The resin sheet was heated and melted at 150 ° C. for 1 minute to adhere to the annular portion, and the first sealing material was fixed to the annular portion on the FTO substrate.

次いで、第1封止材を固定した作用極を、FTO基板の酸化物半導体層側の表面が水平になるように配置し、メトキシアセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを0.1M、ヨウ素を0.05M、4−tert−ブチルピリジンを0.5M含む揮発系電解質を酸化物半導体層に滴下して含浸させた。このとき、酸化物半導体層の体積1mmあたりの電解質の滴下量は2.4μLとした。 Next, the working electrode to which the first sealing material is fixed is arranged so that the surface of the FTO substrate on the oxide semiconductor layer side is horizontal, a volatile solvent made of methoxyacetonitrile is the main solvent, and lithium iodide is 0 A volatile electrolyte containing 0.1 M, 0.05 M iodine and 0.5 M 4-tert-butylpyridine was dropped into the oxide semiconductor layer and impregnated. At this time, the dropping amount of the electrolyte per 1 mm 3 of the volume of the oxide semiconductor layer was 2.4 μL.

こうして第1封止材付きの第1基体を得た。   In this way, the 1st base | substrate with a 1st sealing material was obtained.

次に、第1封止材付きの第1基体と第2封止材付きの第2基体とを互いに対向させ、大気圧下で、第1封止材と第2封止材とを重ね合わせて接触させ、積層体を得た。   Next, the first substrate with the first sealing material and the second substrate with the second sealing material are opposed to each other, and the first sealing material and the second sealing material are overlapped at atmospheric pressure. To obtain a laminate.

そして、積層体を、グローブボックス内に配置し、グローブボックスの内部空間を減圧した。その後、第2封止材と同じ大きさの真鍮製の枠を加熱し、真鍮製の枠を第2封止材と対極を挟むように対極上に配置し、プレス機を用いて、5MPaで第1封止材及び第2封止材を加圧しながら200℃で加熱して溶融させて封止部を形成した。こうして1つの色素増感光電変換セルからなる色素増感光電変換素子を得た。   And the laminated body was arrange | positioned in the glove box and the internal space of the glove box was pressure-reduced. Then, the brass frame of the same size as the second sealing material is heated, the brass frame is placed on the counter electrode so as to sandwich the second sealing material and the counter electrode, and using a press machine at 5 MPa The first sealing material and the second sealing material were heated and melted at 200 ° C. while pressurizing to form a sealing portion. Thus, a dye-sensitized photoelectric conversion element comprising one dye-sensitized photoelectric conversion cell was obtained.

(実施例2)
第1基体のFTO基板上における環状部位には第1封止材を形成せず、積層体を準備する際に、第2封止材を、第1基体の作用極のFTO基板における酸化物半導体層を包囲する環状部位に直接接触させたこと以外は実施例1と同様にして色素増感光電変換セルからなる色素増感光電変換素子を得た。
(Example 2)
The first sealing material is not formed in the annular portion on the FTO substrate of the first base, and the second sealing material is used as the oxide semiconductor in the FTO substrate of the working electrode of the first base when the laminate is prepared. A dye-sensitized photoelectric conversion element composed of a dye-sensitized photoelectric conversion cell was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ring-shaped portion surrounding the layer was directly contacted.

(比較例1)
グローブボックスの内部に第1基体と第2封止材付きの第2基体とを入れた後、グローブボックスの内部空間を減圧し、減圧下で第1基体と第2封止材付きの第2基体とを互いに対向させ、第2封止材と第1基体とを重ね合わせて接触させて積層体を得たこと以外は実施例2と同様にして色素増感光電変換セルからなる色素増感光電変換素子を得た。
(Comparative Example 1)
After putting the first base body and the second base body with the second sealing material inside the glove box, the internal space of the glove box is depressurized, and the first base body and the second base material with the second sealing material are decompressed. Dye sensitization comprising a dye sensitized photoelectric conversion cell in the same manner as in Example 2 except that the substrate was opposed to each other and the second sealing material and the first substrate were overlapped and contacted to obtain a laminate. A photoelectric conversion element was obtained.

[特性評価]
(1)光電変換特性
実施例1〜2及び比較例1で得られた色素増感光電変換素子について、初期変換効率(η)を測定した。結果を表1に示す。なお、表1には、実施例1を100とした初期光電変換効率ηの相対値を示した。
[Characteristic evaluation]
(1) Photoelectric conversion characteristics The initial conversion efficiency (η 0 ) of the dye-sensitized photoelectric conversion elements obtained in Examples 1-2 and Comparative Example 1 was measured. The results are shown in Table 1. Table 1 shows the relative value of the initial photoelectric conversion efficiency η 0 with Example 1 as 100.

(2)耐久性
耐久性は、色素増感光電変換素子の光電変換効率の保持率によって評価できる。耐久性は、具体的には以下のようにして評価した。即ちまず実施例1〜2及び比較例1で得られた色素増感光電変換素子を、その製造直後から85℃の高温環境下で1000時間静置して光電変換効率(η)を測定した。そして、こうして測定された光電変換効率(η)と、上記のようにして測定された初期変換効率(η)とに基づいて、光電変換効率の保持率を下記式に基づいて算出した。結果を表1に示す。なお、表1には、実施例1を100とした光電変換効率の保持率の相対値を示した。

光電変換効率の保持率=100×η/η
(2) Durability Durability can be evaluated by the retention rate of photoelectric conversion efficiency of the dye-sensitized photoelectric conversion element. The durability was specifically evaluated as follows. That is, first, the dye-sensitized photoelectric conversion elements obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were allowed to stand for 1000 hours in a high-temperature environment at 85 ° C. immediately after their production, and the photoelectric conversion efficiency (η) was measured. And based on the photoelectric conversion efficiency ((eta)) measured in this way and the initial conversion efficiency ((eta) 0 ) measured as mentioned above, the retention rate of the photoelectric conversion efficiency was computed based on the following formula. The results are shown in Table 1. Table 1 shows the relative value of the retention rate of photoelectric conversion efficiency with Example 1 as 100.

Retention rate of photoelectric conversion efficiency = 100 × η / η 0

Figure 2016086032
Figure 2016086032

表1に示す結果より、実施例1〜2の色素増感光電変換素子は、比較例1の色素増感光電変換素子に比べて、耐久性の点で優れていることが分かった。よって、本発明の色素増感光電変換素子の製造方法によれば、耐久性を十分に向上させることができる色素増感光電変換素子を製造できることが確認された。   From the results shown in Table 1, it was found that the dye-sensitized photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2 were superior to the dye-sensitized photoelectric conversion element of Comparative Example 1 in terms of durability. Therefore, according to the method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element of the present invention, it was confirmed that a dye-sensitized photoelectric conversion element capable of sufficiently improving durability can be produced.

1…第1基材
2,202…第2基材
3…酸化物半導体層
4…封止部
4A…封止材
5…電解質
7…電極
10,10A,210…第1基体
20,220…第2基体
50…色素増感光電変換セル
50A…積層体
100…色素増感光電変換素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st base material 2,202 ... 2nd base material 3 ... Oxide semiconductor layer 4 ... Sealing part 4A ... Sealing material 5 ... Electrolyte 7 ... Electrode 10, 10A, 210 ... 1st base | substrate 20, 220 ... 1st Two substrates 50 ... Dye-sensitized photoelectric conversion cell 50A ... Laminate 100 ... Dye-sensitized photoelectric conversion element

Claims (5)

電極を含む第1基材と、前記第1基材に対向する第2基材と、前記第1基材及び前記第2基材を接着させる環状の封止部と、前記第1基材及び前記第2基材の間に設けられる酸化物半導体層と、前記第1基材と前記第2基材との間に配置される電解質とを備える色素増感光電変換セルを有する色素増感光電変換素子を製造する色素増感光電変換素子の製造方法であって、
前記第1基材を含む第1基体、及び、前記第2基材を含む第2基体を準備する基体準備工程と、
前記第1基体及び前記第2基体を互いに対向させた状態で前記封止部を形成する環状の封止材を介して接触させて積層体を準備する積層体準備工程と、
前記積層体を、チャンバの内部に配置させた状態で、前記チャンバの内部空間を減圧した後、前記封止材を介して前記第1基体及び前記第2基体を貼り合せる貼合せ工程とを含み、
前記基体準備工程において、前記第1基体及び前記第2基体のうちのいずれか一方の基体が、前記酸化物半導体層を有し、前記第1基体及び前記第2基体のうちのいずれか一方の基体が前記電解質を有しており、
前記貼合せ工程において、前記封止材を加熱させることにより前記封止材が第1基体及び前記第2基体に接着される、色素増感光電変換素子の製造方法。
A first base material including an electrode; a second base material facing the first base material; an annular sealing portion for bonding the first base material and the second base material; the first base material; A dye-sensitized photoelectric conversion device having a dye-sensitized photoelectric conversion cell comprising an oxide semiconductor layer provided between the second substrate and an electrolyte disposed between the first substrate and the second substrate. A method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element for producing a conversion element,
A substrate preparing step of preparing a first substrate including the first substrate and a second substrate including the second substrate;
A laminate preparation step of preparing a laminate by bringing the first substrate and the second substrate into contact with each other through an annular sealing material that forms the sealing portion in a state of facing each other;
A bonding step of bonding the first base and the second base through the sealing material after decompressing the internal space of the chamber in a state where the laminate is disposed inside the chamber. ,
In the base preparation step, any one of the first base and the second base has the oxide semiconductor layer, and one of the first base and the second base A substrate has the electrolyte;
The manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element by which the said sealing material is adhere | attached on a 1st base | substrate and a said 2nd base | substrate by heating the said sealing material in the said bonding process.
前記基体準備工程で、前記第1基体及び前記第2基体のうち少なくとも一方の基体に前記封止材が固定されている請求項1に記載の色素増感光電変換素子の製造方法。   The method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the sealing material is fixed to at least one of the first base and the second base in the base preparation step. 前記基体準備工程において、前記第1基体及び前記第2基体のうちの一方の基体にのみ前記封止材が固定され、他方の基体には前記封止材が固定されていない、請求項2に記載の色素増感光電変換素子の製造方法。   The said base | substrate preparation process WHEREIN: The said sealing material is fixed only to one base | substrate among the said 1st base | substrate and the said 2nd base | substrate, The said sealing material is not fixed to the other base | substrate. The manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element of description. 前記基体準備工程において、前記第1基体及び前記第2基体のうち前記封止材が固定されていない基体が前記酸化物半導体層を有し、前記酸化物半導体層には前記電解質が含浸されている、請求項3に記載の色素増感光電変換素子の製造方法。   In the base preparation step, a base of the first base and the second base that is not fixed with the sealing material has the oxide semiconductor layer, and the oxide semiconductor layer is impregnated with the electrolyte. The method for producing a dye-sensitized photoelectric conversion element according to claim 3. 前記基体準備工程が、前記第1基体及び前記第2基体のうち前記酸化物半導体層を有する基体を準備する際に、前記酸化物半導体層に前記電解質を滴下する工程を含み、
前記酸化物半導体層の体積1mmあたりの前記電解質の滴下量が0.5〜4.0μLである、請求項4に記載の色素増感光電変換素子の製造方法。
The base preparation step includes a step of dropping the electrolyte onto the oxide semiconductor layer when preparing the base having the oxide semiconductor layer among the first base and the second base;
The manufacturing method of the dye-sensitized photoelectric conversion element of Claim 4 whose dripping amount of the said electrolyte per volume 1mm < 3 > of the said oxide semiconductor layer is 0.5-4.0 microliters.
JP2014216477A 2014-10-23 2014-10-23 Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element Abandoned JP2016086032A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014216477A JP2016086032A (en) 2014-10-23 2014-10-23 Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014216477A JP2016086032A (en) 2014-10-23 2014-10-23 Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016086032A true JP2016086032A (en) 2016-05-19

Family

ID=55972306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014216477A Abandoned JP2016086032A (en) 2014-10-23 2014-10-23 Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016086032A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016086033A (en) * 2014-10-23 2016-05-19 株式会社フジクラ Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element
JP2019021767A (en) * 2017-07-18 2019-02-07 国際先端技術総合研究所株式会社 Optical power generation element and manufacturing method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010198836A (en) * 2009-02-24 2010-09-09 Fujikura Ltd Photoelectric conversion element
JP2010198835A (en) * 2009-02-24 2010-09-09 Fujikura Ltd Photoelectric conversion element
JP2013251058A (en) * 2012-05-30 2013-12-12 Fujikura Ltd Dye-sensitized solar cell
JP2016086033A (en) * 2014-10-23 2016-05-19 株式会社フジクラ Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010198836A (en) * 2009-02-24 2010-09-09 Fujikura Ltd Photoelectric conversion element
JP2010198835A (en) * 2009-02-24 2010-09-09 Fujikura Ltd Photoelectric conversion element
JP2013251058A (en) * 2012-05-30 2013-12-12 Fujikura Ltd Dye-sensitized solar cell
JP2016086033A (en) * 2014-10-23 2016-05-19 株式会社フジクラ Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016086033A (en) * 2014-10-23 2016-05-19 株式会社フジクラ Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element
JP2019021767A (en) * 2017-07-18 2019-02-07 国際先端技術総合研究所株式会社 Optical power generation element and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4759646B1 (en) Electronic device and manufacturing method thereof
JP2016086032A (en) Manufacturing method of dye-sensitized photoelectric conversion element
JP2014123429A (en) Dye-sensitized solar cell and method of manufacturing the same
JP6263242B1 (en) Photoelectric conversion element
JP6371194B2 (en) Method for producing dye-sensitized photoelectric conversion element
JP5897741B1 (en) Photoelectric conversion element
JP5897742B1 (en) Photoelectric conversion element
JP5785618B2 (en) Electronics
JP5905619B1 (en) Method for producing dye-sensitized photoelectric conversion element
JP6259878B1 (en) Photoelectric conversion element
JP5839748B1 (en) Dye-sensitized photoelectric conversion element
JP6215651B2 (en) Electrode and dye-sensitized solar cell having the same
JP6076016B2 (en) Dye-sensitized solar cell
JP5380618B1 (en) Electrolyte for dye-sensitized solar cell, method for producing the same, and dye-sensitized solar cell
JP2018037654A (en) Photoelectric conversion element
JP6439035B1 (en) Photoelectric conversion element
JP6694370B2 (en) Method for manufacturing photoelectric conversion element
JP6718322B2 (en) Photoelectric conversion element
JP6576784B2 (en) Electrolyte for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element using the same
JP5882507B1 (en) Photoelectric conversion element
JP2013004178A (en) Dye-sensitized solar battery, and method of manufacturing the same
JP2018037555A (en) Method for manufacturing photoelectric conversion element
JP5380617B1 (en) Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell
JPWO2013002246A1 (en) Dye-sensitized solar cell and method for producing the same
WO2016125846A1 (en) Photoelectric conversion element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180410

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20180516