JP4456933B2 - Method for producing dye-sensitized solar cell electrode - Google Patents

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Description

本発明は色素増感型太陽電池用電極の製造方法に関し、更に詳しくは太陽電池の光発電性能を向上することができる、色素増感型太陽電池用電極の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a dye-sensitized solar cell electrode, and more particularly, to a method for producing a dye-sensitized solar cell electrode capable of improving the photovoltaic power generation performance of a solar cell.

色素増感型太陽電池は、色素増感半導体微粒子を用いた光電変換素子が提案されて以来[「ネイチャー(Nature)」 第353巻、第737〜740ページ、(1991年)]、シリコン系太陽電池に替る新たな太陽電池として注目されている。特に、支持体としてプラスチックフィルムを用いた色素増感型太陽電池は、柔軟化や軽量化が可能であり、数多くの検討がなされてきた。   The dye-sensitized solar cell has been proposed since a photoelectric conversion element using dye-sensitized semiconductor fine particles was proposed ["Nature", Vol. 353, pages 737-740, (1991)], silicon-based solar cells. It is attracting attention as a new solar battery that replaces batteries. In particular, dye-sensitized solar cells using a plastic film as a support can be made flexible and lightweight, and many studies have been made.

プラスチックフィルムの中でもポリエステルフィルムは、安価でありながら高透明でかつ耐熱性を有するため、色素増感型太陽電池用の支持体として有用な素材である。しかしながら、ポリエステルフィルムの物性を適切に設計し、それに合わせた温度で半導体層を焼結させないと、実用的な光発電性能が得られないという問題があった。   Among plastic films, a polyester film is a material useful as a support for a dye-sensitized solar cell because it is inexpensive but highly transparent and has heat resistance. However, there has been a problem that practical photovoltaic power generation performance cannot be obtained unless the physical properties of the polyester film are appropriately designed and the semiconductor layer is sintered at a temperature matched thereto.

色素増感型太陽電池の半導体層は、より多くの色素を吸着させることを目的として、一般的に微粒子を焼結させて、多孔質構造を形成させる。   The semiconductor layer of a dye-sensitized solar cell generally sinters fine particles to form a porous structure for the purpose of adsorbing more dye.

しかしながら、プラスチックフィルムを支持体として用いた場合、この焼結のための温度を十分に高くすることが出来ず、結果として電荷キャリア輸送効率が低下するために、ガラスを支持体として用いた場合に比べて光発電性能が著しく劣るという問題がある。   However, when a plastic film is used as a support, the temperature for this sintering cannot be sufficiently increased, and as a result, the charge carrier transport efficiency is reduced. There is a problem that the photovoltaic power generation performance is remarkably inferior.

特開平11−288745号公報JP-A-11-288745 特開2001−160426号公報JP 2001-160426 A 特開2002−50413号公報JP 2002-50413 A

本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、透明導電層と多孔質半導体層の密着性に優れ、光発電性能の高いプラスチック基材色素増感太陽電池を作成することができる電極を提供することを目的とする。   The present invention solves such problems of the prior art, and provides an electrode capable of producing a plastic substrate dye-sensitized solar cell having excellent adhesion between a transparent conductive layer and a porous semiconductor layer and having high photovoltaic power generation performance. For the purpose.

すなわち本発明は、200℃で10分間処理したときのフィルムの長手方向と幅方向における熱収縮率の差の絶対値が0.8%以下であるポリエステルフィルムの片面に透明導電層を形成し、そのうえに酸化チタン、酸化亜鉛および酸化スズからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物を170〜250℃で焼き付けることにより多孔質半導体層を形成することを特徴とする、色素増感型太陽電池用電極の製造方法である。   That is, the present invention forms a transparent conductive layer on one side of a polyester film in which the absolute value of the difference between the heat shrinkage rates in the longitudinal direction and the width direction of the film when treated at 200 ° C. for 10 minutes is 0.8% or less, Further, a porous semiconductor layer is formed by baking at least one oxide selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide and tin oxide at 170 to 250 ° C., for a dye-sensitized solar cell It is a manufacturing method of an electrode.

本発明によれば、200℃で10分間処理したときのフィルムの長手方向と幅方向における熱収縮率の差の絶対値が0.8%以下であるポリエステルフィルム、およびその片面に形成された透明導電層、さらにそのうえに形成された酸化チタン、酸化亜鉛および酸化スズの中から選ばれる少なくとも1種の酸化物からなる多孔質半導体層、から構成される色素増感型太陽電池用電極が提供される。   According to the present invention, the polyester film having an absolute value of the difference in thermal shrinkage between the longitudinal direction and the width direction of the film when treated at 200 ° C. for 10 minutes is 0.8% or less, and transparent formed on one side thereof Provided is a dye-sensitized solar cell electrode comprising a conductive layer and a porous semiconductor layer made of at least one oxide selected from titanium oxide, zinc oxide and tin oxide formed thereon. .

本発明によれば、透明導電層と多孔質半導体層の密着性に優れ、光発電性能の高いプラスチック基材色素増感太陽電池を作成することができる電極を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrode which is excellent in the adhesiveness of a transparent conductive layer and a porous semiconductor layer, and can produce a plastic base material dye-sensitized solar cell with high photovoltaic performance can be obtained.

以下、本発明を詳細に説明する。
[ポリエステルフィルム]
本発明において、ポリエステルフィルムを構成するポリエステルは、芳香族二塩基酸またはそのエステル形成性誘導体とジオールまたはそのエステル形成性誘導体とから合成される線状飽和ポリエステルである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Polyester film]
In the present invention, the polyester constituting the polyester film is a linear saturated polyester synthesized from an aromatic dibasic acid or an ester-forming derivative thereof and a diol or an ester-forming derivative thereof.

かかるポリエステルの具体例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレン−2,6−ナフタレート等を例示することができ、これらの共重合体またはこれと小割合の他樹脂とのブレンドであってもよい。これらのポリエステルのうち、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが力学的物性や光学物性等のバランスが良いので好ましい。特にポリエチレン−2,6−ナフタレートは機械的強度の大きさ、熱収縮率の小ささ、加熱時のオリゴマー発生量の少なさなどの点でポリエチレンテレフタレートにまさっているので最も好ましい。   Specific examples of such polyesters include polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene isophthalate, polybutylene terephthalate, poly (1,4-cyclohexylenedimethylene terephthalate), polyethylene-2,6-naphthalate, and the like. It may be a blend of these copolymers or a small proportion of other resins. Among these polyesters, polyethylene terephthalate and polyethylene-2,6-naphthalate are preferable because of a good balance between mechanical properties and optical properties. In particular, polyethylene-2,6-naphthalate is most preferable because it is superior to polyethylene terephthalate in terms of mechanical strength, small heat shrinkage, and a small amount of oligomer generated during heating.

ポリエステルは、ホモポリマーでも、第三成分を共重合したコポリマーでもよいが、ホモポリマーが好ましい。ポリエステルがポリエチレンテレフタレートである場合、コポリマーとしてイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートが最適である。このイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートは、イソフタル酸が5mol%以下であることが好ましい。ポリエステルにはイソフタル酸以外の共重合成分または共重合アルコール成分が、その特性を損なわない範囲、例えば全酸成分又は全アルコール成分に対して3モル%以下の割合で、共重合されていてもよい。該共重合酸成分としては、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の如き芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸等の如き脂肪族ジカルボン酸等が例示でき、またアルコール成分としては、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の如き脂肪族ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールの如き脂環族ジオール等が例示できる。これらは単独または二種以上を使用することができる。   The polyester may be a homopolymer or a copolymer obtained by copolymerizing the third component, but a homopolymer is preferred. When the polyester is polyethylene terephthalate, isophthalic acid copolymerized polyethylene terephthalate is optimal as the copolymer. The isophthalic acid copolymerized polyethylene terephthalate preferably contains 5 mol% or less of isophthalic acid. The polyester may be copolymerized with a copolymer component or copolymer alcohol component other than isophthalic acid in a range that does not impair the properties thereof, for example, in a proportion of 3 mol% or less with respect to the total acid component or the total alcohol component. . Examples of the copolymer acid component include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and 1,10-decanedicarboxylic acid. Examples of the alcohol component include aliphatic diols such as 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and neopentyl glycol, and alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanedimethanol. it can. These can be used alone or in combination of two or more.

ポリエステルがポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートである場合、主たるジカルボン酸成分としてナフタレンジカルボン酸が用いられ、主たるグリコール成分としてエチレングリコールが用いられる。ナフタレンジカルボン酸としては、たとえば2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸を挙げることができ、これらの中で2,6−ナフタレンジカルボン酸が好ましい。ここで「主たる」とは、本発明のフィルムの成分であるポリマーの構成成分において全繰返し単位の少なくとも90mol%、好ましくは少なくとも95mol%を意味する。   When the polyester is polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, naphthalenedicarboxylic acid is used as the main dicarboxylic acid component, and ethylene glycol is used as the main glycol component. Examples of naphthalenedicarboxylic acid include 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, and 1,5-naphthalenedicarboxylic acid. Among these, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is preferable. Here, “main” means at least 90 mol%, preferably at least 95 mol% of all repeating units in the constituent components of the polymer that is a component of the film of the present invention.

コポリマーである場合、コポリマーを構成する共重合成分としては、分子内に2つのエステル形成性官能基を有する化合物を用いることができ、かかる化合物としては例えば、蓚酸、アジピン酸、フタル酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルジカルボン酸、フェニルインダンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、テトラリンジカルボン酸、デカリンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸等の如きジカルボン酸、p−オキシ安息香酸、p−オキシエトキシ安息香酸の如きオキシカルボン酸、或いはプロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサンジメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールスルホンのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、9,9’−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールの如き2価アルコールを好ましく用いることができる。   In the case of a copolymer, a compound having two ester-forming functional groups in the molecule can be used as a copolymer component constituting the copolymer. Examples of such a compound include oxalic acid, adipic acid, phthalic acid, and sebacic acid. , Dodecanedicarboxylic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, phenylindanedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, tetralindicarboxylic acid, decalindicarboxylic acid, diphenylether Dicarboxylic acid such as dicarboxylic acid, oxycarboxylic acid such as p-oxybenzoic acid, p-oxyethoxybenzoic acid, or propylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, cyclohexanedi Divalent compounds such as methylene glycol, neopentyl glycol, ethylene oxide adduct of bisphenol sulfone, ethylene oxide adduct of bisphenol A, 9,9′-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] fluorene, diethylene glycol, polyethylene glycol Alcohol can be preferably used.

これらの化合物は1種のみ用いてもよく、2種以上を用いてもよい。また、これらの中で好ましくは酸成分としては、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4'−ジフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、p−オキシ安息香酸であり、グリコール成分としてはトリメチレングリコール、シクロヘキサンジメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールスルホンのエチレンオキサイド付加物、9,9’−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンである。   These compounds may be used alone or in combination of two or more. Of these, the acid component is preferably isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, p-oxybenzoic acid, and the glycol component is trimethylene. Glycol, cyclohexanedimethylene glycol, neopentyl glycol, ethylene oxide adduct of bisphenol sulfone, 9,9′-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] fluorene.

また、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートは、例えば安息香酸、メトキシポリアルキレングリコールなどの一官能性化合物によって末端の水酸基および/またはカルボキシル基の一部または全部を封鎖したものであってよく、極く少量の例えばトリメリット酸、グリセリン、ペンタエリスリトール等の如き三官能以上のエステル形成性化合物で実質的に線状のポリマーが得られる範囲内で共重合したものであってもよい。   The polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate may be one in which a terminal hydroxyl group and / or a carboxyl group is partially or entirely blocked with a monofunctional compound such as benzoic acid or methoxypolyalkylene glycol. Further, it may be one obtained by copolymerizing a very small amount of an ester-forming compound such as trimellitic acid, glycerin, pentaerythritol and the like within a range in which a substantially linear polymer is obtained.

本発明におけるポリエステルは従来公知の方法で、例えばジカルボン酸とグリコールの反応で直接低重合度ポリエステルを得る方法や、ジカルボン酸の低級アルキルエステルとグリコールとを従来公知のエステル交換触媒である、例えばナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、マンガン、コバルトを含む化合物の一種または二種以上を用いて反応させた後、重合触媒の存在下で重合反応を行う方法で得ることができる。重合触媒としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモンのようなアンチモン化合物、二酸化ゲルマニウムで代表されるようなゲルマニウム化合物、テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラフェニルチタネートまたはこれらの部分加水分解物、蓚酸チタニルアンモニウム、蓚酸チタニルカリウム、チタントリスアセチルアセトネートのようなチタン化合物を用いることができる。   The polyester in the present invention is a conventionally known method, for example, a method of directly obtaining a low polymerization degree polyester by reaction of dicarboxylic acid and glycol, or a lower alkyl ester of dicarboxylic acid and glycol are conventionally known transesterification catalysts, such as sodium It can be obtained by performing a polymerization reaction in the presence of a polymerization catalyst after reacting with one or more of compounds containing potassium, magnesium, calcium, zinc, strontium, titanium, zirconium, manganese, and cobalt. it can. As a polymerization catalyst, antimony compounds such as antimony trioxide and antimony pentoxide, germanium compounds represented by germanium dioxide, tetraethyl titanate, tetrapropyl titanate, tetraphenyl titanate or a partial hydrolyzate thereof, titanyl ammonium oxalate , Titanium compounds such as potassium titanyl oxalate and titanium trisacetylacetonate can be used.

エステル交換反応を経由して重合を行う場合は、重合反応前にエステル交換触媒を失活させる目的でトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリ−n−ブチルホスフェート、正リン酸等のリン化合物が通常は添加されるが、リン元素としてのポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート中の含有量が20〜100ppmであることがポリエステルの熱安定性の点から好ましい。   When polymerization is performed via a transesterification reaction, a phosphorus compound such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tri-n-butyl phosphate, or normal phosphoric acid is usually added for the purpose of deactivating the transesterification catalyst before the polymerization reaction. However, the content of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate as the phosphorus element is preferably 20 to 100 ppm from the viewpoint of thermal stability of the polyester.

なお、ポリエステルは、溶融重合後これをチップ化し、加熱減圧下または窒素などの不活性気流中において更に固相重合を施してもよい。   The polyester may be converted into chips after melt polymerization, and further subjected to solid phase polymerization under heating under reduced pressure or in an inert gas stream such as nitrogen.

本発明においてポリエステルは、エチレンテレフタレート単位またはエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位を90モル%以上、好ましくは95%以上、更に好ましくは97%以上有するポリエステルが好ましい。   In the present invention, the polyester is preferably a polyester having 90% by mole or more, preferably 95% or more, more preferably 97% or more of ethylene terephthalate units or ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate units.

ポリエステルの固有粘度は0.40dl/g以上であることが好ましく、0.40〜0.90dl/gであることが更に好ましい。固有粘度が0.40dl/g未満では工程切断が多発することがある。また0.9dl/gより高いと溶融粘度が高いため溶融押出しが困難になり、重合時間が長く不経済であり好ましくない。   The intrinsic viscosity of the polyester is preferably 0.40 dl / g or more, and more preferably 0.40 to 0.90 dl / g. If the intrinsic viscosity is less than 0.40 dl / g, process cutting may occur frequently. On the other hand, if it is higher than 0.9 dl / g, melt viscosity is high and melt extrusion becomes difficult, and the polymerization time is long and uneconomical.

本発明におけるポリエステルフィルムは、実質的に粒子を含有しないことが好ましい。粒子を含有していると高透明性が損なわれたり、表面が粗面化し透明導電層の加工が困難になることがある。   It is preferable that the polyester film in the present invention contains substantially no particles. If the particles are contained, high transparency may be impaired, or the surface may become rough and it may be difficult to process the transparent conductive layer.

本発明におけるポリエステルフィルムは、200℃で10分処理したときのフィルムの長手方向と幅方向における熱収縮率の差の絶対値が0.8%以下、好ましくは0.5%以下、更に好ましくは0.3%以下である。熱収縮率の差の絶対値が0.8%を越えると、半導体層を焼き付ける際、積層フィルムの透明導電層と多孔質半導体の密着性が悪化し、色素増感型太陽電池を作成した際、十分な光発電性能が得られなくなる。   In the polyester film of the present invention, the absolute value of the difference in thermal shrinkage between the longitudinal direction and the width direction of the film when treated at 200 ° C. for 10 minutes is 0.8% or less, preferably 0.5% or less, more preferably 0.3% or less. When the absolute value of the difference in thermal shrinkage exceeds 0.8%, when the semiconductor layer is baked, the adhesion between the transparent conductive layer of the laminated film and the porous semiconductor deteriorates, and when a dye-sensitized solar cell is produced As a result, sufficient photovoltaic performance cannot be obtained.

なお、ポリエステルフィルムを200℃で10分処理した際のフィルムの長手方向の熱収縮率は、透明導電層と多孔質半導体の密着性を良好にするために小さいほうが好ましく、好ましくは0〜0.5%、さらに好ましくは0〜0.3%である。   In addition, when the polyester film is treated at 200 ° C. for 10 minutes, the heat shrinkage rate in the longitudinal direction of the film is preferably small in order to improve the adhesion between the transparent conductive layer and the porous semiconductor, and preferably 0 to 0.00. 5%, more preferably 0 to 0.3%.

本発明におけるポリエステルフィルムは、より効率良く光発電を行うために、ヘーズ値が1.5%以下であることが好ましい。さらに好ましいヘーズ値は1.0%以下、特に好ましくは0.5%以下である。   In order to perform photovoltaic power generation more efficiently, the polyester film in the present invention preferably has a haze value of 1.5% or less. A more preferred haze value is 1.0% or less, particularly preferably 0.5% or less.

本発明におけるポリエステルフィルムの3次元中心線平均粗さは、両面共に好ましくは0.0001〜0.02μm、さらに好ましくは、0.0001〜0.015μm、さらに好ましくは0.0001〜0.010μmである。特に、少なくとも片面の3次元中心線平均粗さが0.0001〜0.005μmであると、透明導電層の加工がしやすくなるので好ましい。少なくとも片面の最も好ましい表面粗さは、0.0005〜0.004μmである。   The three-dimensional centerline average roughness of the polyester film in the present invention is preferably 0.0001 to 0.02 μm on both sides, more preferably 0.0001 to 0.015 μm, and more preferably 0.0001 to 0.010 μm. is there. In particular, it is preferable that the three-dimensional center line average roughness of at least one surface is 0.0001 to 0.005 μm because the transparent conductive layer can be easily processed. The most preferable surface roughness of at least one surface is 0.0005 to 0.004 μm.

本発明におけるポリエステルフィルムの厚みは10〜500μmであることが好ましく、より好ましくは20〜400μm、更に好ましくは50〜300μmである。   It is preferable that the thickness of the polyester film in this invention is 10-500 micrometers, More preferably, it is 20-400 micrometers, More preferably, it is 50-300 micrometers.

次に、本発明におけるポリエステルフィルムの好ましい製造方法について説明する。なおガラス転位温度をTgと略記する。本発明におけるポリエステルフィルムは、ポリエステルをフィルム状に溶融押出し、キャスティングドラムで冷却固化させて未延伸フィルムとし、この未延伸フィルムをTg〜(Tg+60)℃で長手方向に1回もしくは2回以上合計の倍率が3倍〜6倍になるよう延伸し、その後Tg〜(Tg+60)℃で幅方向に倍率が3〜5倍になるように延伸し、必要に応じて更にTm180℃〜255℃で1〜60秒間熱処理を行うことにより得ることができる。ポリエステルフィルムの長手方向と幅方向における熱収縮率の差、および長手方向の熱収縮を小さくするためには、特開平57−57628号公報に示されるような、熱処理工程で縦方向に収縮せしめる方法や、特開平1−275031号公報に示されるような、フィルムを懸垂状態で弛緩熱処理する方法を用いるとよい。   Next, the preferable manufacturing method of the polyester film in this invention is demonstrated. The glass transition temperature is abbreviated as Tg. In the polyester film of the present invention, the polyester is melt-extruded into a film form, cooled and solidified with a casting drum to form an unstretched film, and this unstretched film is once or twice or more in the longitudinal direction at Tg to (Tg + 60) ° C. The film is stretched so that the magnification is 3 to 6 times, and then stretched so that the magnification is 3 to 5 times in the width direction at Tg to (Tg + 60) ° C., and further 1 to 1 at Tm 180 ° C. to 255 ° C. if necessary. It can be obtained by performing a heat treatment for 60 seconds. In order to reduce the difference in thermal shrinkage between the longitudinal direction and the width direction of the polyester film and the thermal shrinkage in the longitudinal direction, a method of shrinking in the longitudinal direction in a heat treatment step as disclosed in JP-A-57-57628 Alternatively, as shown in JP-A-1-275031, a method of relaxing heat treatment in a suspended state may be used.

[透明導電層]
本発明において、ポリエステルフィルムのうえに形成する透明導電層は、通常、導電性の金属酸化物(例えばフッ素ドープ酸化スズ、インジウム−スズ複合酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛複合酸化物(IZO)など)、金属の薄膜(例えば白金、金、銀、銅、アルミニウムなど)、炭素材料を用いることができる。この導電層は2種以上を積層したり、複合化させたものでも良い。この中でITOとIZOは、光線透過率が高く低抵抗であるため、特に好ましい。表面抵抗の範囲は100Ω/□以下が好ましく、更に好ましくは40Ω/□以下である。
[Transparent conductive layer]
In the present invention, the transparent conductive layer formed on the polyester film is usually a conductive metal oxide (for example, fluorine-doped tin oxide, indium-tin composite oxide (ITO), indium-zinc composite oxide (IZO)). Etc.), metal thin films (eg, platinum, gold, silver, copper, aluminum, etc.), carbon materials can be used. This conductive layer may be a laminate of two or more or a composite. Of these, ITO and IZO are particularly preferred because of their high light transmittance and low resistance. The range of the surface resistance is preferably 100Ω / □ or less, and more preferably 40Ω / □ or less.

本発明における透明導電層の表面張力は、好ましくは40mN/m以上、さらに好ましくは65mN/m以上である。表面張力が40mN/m未満であると、透明導電層と多孔質半導体の密着性が劣ることがあり、特に表面張力が65mN/m以上であると、溶媒の主成分が水である水性塗液の塗布による多孔質半導体層の形成が容易になり好ましい。   The surface tension of the transparent conductive layer in the present invention is preferably 40 mN / m or more, more preferably 65 mN / m or more. When the surface tension is less than 40 mN / m, the adhesion between the transparent conductive layer and the porous semiconductor may be inferior. Particularly, when the surface tension is 65 mN / m or more, an aqueous coating liquid in which the main component of the solvent is water. The formation of the porous semiconductor layer by coating is easy and preferable.

上記の表面張力を達成するためには、(1)透明導電性薄膜を酸性もしくはアルカリ性溶液で表面を活性化する方法、(2)紫外線や電子線を薄膜表面に照射して活性化する方法、または(3)コロナ処理やプラズマ処理を施して活性化する方法、によって透明導電層を形成するとよい。中でもプラズマ処理により表面を活性化する方法は、高い表面張力が得られるため、特に好ましい。   In order to achieve the above surface tension, (1) a method of activating the surface of a transparent conductive thin film with an acidic or alkaline solution, (2) a method of activating by irradiating the surface of the thin film with ultraviolet rays or an electron beam, Or (3) It is good to form a transparent conductive layer by the method of giving and activating by corona treatment and plasma treatment. Among them, the method of activating the surface by plasma treatment is particularly preferable because high surface tension can be obtained.

[易接着層]
また、ポリエステルフィルムと透明導電層との密着性を向上させるために、透明導電層を設ける前のポリエステルフィルムのうえには易接着層を設けることが好ましい。
[Easily adhesive layer]
Moreover, in order to improve the adhesiveness of a polyester film and a transparent conductive layer, it is preferable to provide an easily bonding layer on the polyester film before providing a transparent conductive layer.

易接着層の厚みは、好ましくは10〜200nm、さらに好ましくは20〜150nmである。易接着層の厚みが10nm未満であると密着性を向上させる効果が乏しく、200nmを超えると易接着層の凝集破壊が発生しやすくなり密着性が低下することがあり好ましくない。   The thickness of the easy adhesion layer is preferably 10 to 200 nm, more preferably 20 to 150 nm. If the thickness of the easy-adhesion layer is less than 10 nm, the effect of improving the adhesion is poor, and if it exceeds 200 nm, cohesive failure of the easy-adhesion layer tends to occur and the adhesion may be lowered.

易接着層を設ける方法としては、ポリエステルフィルムの製造過程で塗工により設ける方法が好ましく、さらには配向結晶化が完了する前のポリエステルフィルムに塗布するのが好ましい。ここで、結晶配向が完了する前のポリエステルフィルムとしては、例えば未延伸フィルム、未延伸フィルムを縦方向または横方向の何れか一方に配向せしめた一軸配向フィルム、さらには縦方向および横方向の二方向に低倍率延伸配向せしめたもの(最終的に縦方向また横方向に再延伸せしめて配向結晶化を完了せしめる前の二軸延伸フィルム)を用いることができる。なかでも、未延伸フィルムまたは一方向に配向せしめた一軸延伸フィルムに、上記組成物の水性塗液を塗布し、そのまま縦延伸および/または横延伸と熱固定とを施すのが好ましい。   As a method of providing the easy-adhesion layer, a method of applying by coating in the production process of the polyester film is preferable, and it is preferable to apply to the polyester film before the orientation crystallization is completed. Here, examples of the polyester film before the crystal orientation is completed include, for example, an unstretched film, a uniaxially oriented film in which the unstretched film is oriented in either the longitudinal direction or the transverse direction, and two in the longitudinal direction and the transverse direction. It is possible to use a film stretched and oriented at a low magnification in the direction (a biaxially stretched film before it is finally re-stretched in the machine direction or the transverse direction to complete orientation crystallization). In particular, it is preferable to apply the aqueous coating liquid of the above composition to an unstretched film or a uniaxially stretched film oriented in one direction, and perform longitudinal stretching and / or lateral stretching and heat setting as it is.

易接着層の構成材としては、ポリエステルフィルムと透明導電層の双方に優れた接着性を示すもので、具体的にはポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、シリコンアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリシロキサン樹脂を例示できる。これらの樹脂は単独、または2種以上の混合物として用いることができる。   As the constituent material of the easy-adhesion layer, it exhibits excellent adhesion to both the polyester film and the transparent conductive layer. Specifically, polyester resin, acrylic resin, urethane acrylic resin, silicon acrylic resin, melamine resin, polysiloxane Resins can be exemplified. These resins can be used alone or as a mixture of two or more.

[ハードコート]
あらに、ポリエステルフィルムと透明導電層との密着性、特に密着の耐久性を向上させるために、透明導電層を設ける前に易接着層のうえにハードコート層を設けておくことが好ましい。ハードコート層を設ける方法としては、易接着層を設けたポリエステルフィルム上に塗工する方法が好ましい。ハードコート層の構成材としては、易接層および透明導電層の双方に優れた密着性を示すものであればよく、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、UV硬化系樹脂、エポキシ系樹脂等の樹脂成分やこれらとアルミナ、シリカ、マイカ等の無機粒子の混合物などが例示できる。ハードコート層の厚みは0.01〜20μmであることが好ましく、特に1〜10μmであることが好ましい。
[Hard coat]
Furthermore, in order to improve the adhesion between the polyester film and the transparent conductive layer, particularly the durability of the adhesion, it is preferable to provide a hard coat layer on the easy adhesion layer before providing the transparent conductive layer. As a method of providing a hard coat layer, a method of coating on a polyester film provided with an easy adhesion layer is preferable. The hard coat layer may be composed of any material that exhibits excellent adhesion to both the easy-contact layer and the transparent conductive layer, such as an acrylic resin, a urethane resin, a silicon resin, a UV curable resin, and an epoxy resin. Examples thereof include a resin component such as a resin and a mixture of these with inorganic particles such as alumina, silica and mica. The thickness of the hard coat layer is preferably from 0.01 to 20 μm, particularly preferably from 1 to 10 μm.

[反射防止層]
光線透過率を上げて光発電効率を高めることを目的として、透明導電層とは反対側の面には、反射防止層を設けてもよい。反射防止層を設ける方法として、ポリエステルフィルムの屈折率とは異なる屈折率を有する素材を単層もしくは2層以上に積層形成する方法が好ましく採用される。単層構造の場合は、基材フィルムよりも小さな屈折率を有する素材を使用するのがよく、また2層以上の多層構造とする場合は、積層フィルムと隣接する層はポリエステルフィルムよりも大きな屈折率を有する素材とし、その上に積層される層には、これよりも小さな屈折率を有する素材を選択することが好ましい。
[Antireflection layer]
For the purpose of increasing the light transmittance and improving the photovoltaic power generation efficiency, an antireflection layer may be provided on the surface opposite to the transparent conductive layer. As a method for providing the antireflection layer, a method in which a material having a refractive index different from that of the polyester film is formed in a single layer or two or more layers is preferably employed. In the case of a single layer structure, it is better to use a material having a refractive index smaller than that of the base film, and in the case of a multilayer structure of two or more layers, the layer adjacent to the laminated film has a larger refractive than the polyester film. It is preferable to select a material having a refractive index smaller than that of a material having a refractive index and a layer laminated thereon.

この様な反射防止処理層を構成する素材としては、有機材料、無機材料の如何を問わず上記屈折率の関係を満足するものであればよいが、好ましい例としては、CaF,MgF,NaAlF,SiO,ThF,ZrO,Nd,SnO,TiO,CeO,ZnS,Inなどの誘電体が挙げられる。 As a material constituting such an antireflection treatment layer, any material can be used as long as it satisfies the above-described refractive index relationship regardless of whether it is an organic material or an inorganic material. Preferred examples include CaF 2 , MgF 2 , Examples of the dielectric include NaAlF 4 , SiO 2 , ThF 4 , ZrO 2 , Nd 2 O 3 , SnO 2 , TiO 2 , CeO 2 , ZnS, and In 2 O 3 .

上記反射防止処理層を積層する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、イオンプレーテイング法などのドライコーティング法でも、グラビア方式、リバース方式、ダイ方式などのウェットコーティング法でも構わない。更に上記反射防止処理層の積層に先立って、コロナ放電処理、プラズマ処理、スパッタエッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、プライマ処理、易接着処理などの公知の前処理を施してもよい。   The method for laminating the antireflection treatment layer may be a dry coating method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, or an ion plating method, or a wet coating method such as a gravure method, a reverse method, or a die method. Furthermore, prior to the lamination of the antireflection treatment layer, a known pretreatment such as a corona discharge treatment, a plasma treatment, a sputter etching treatment, an electron beam irradiation treatment, an ultraviolet ray irradiation treatment, a primer treatment, and an easy adhesion treatment may be performed.

[多孔質半導体層]
本発明においては、上述の積層フィルムの透明導電層の上に多孔質半導体層を形成する。この多孔質半導体層の形成は、透明導電層のうえに、酸化チタン、酸化亜鉛および酸化スズからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物を170〜250℃で焼き付けることにより行なわれる。この酸化物はn型半導体として多孔質半導体層を構成する。これらの半導体の複数を複合させた半導体材料を用いてもよい。
[Porous semiconductor layer]
In the present invention, a porous semiconductor layer is formed on the transparent conductive layer of the laminated film described above. The porous semiconductor layer is formed by baking at least one oxide selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide and tin oxide at 170 to 250 ° C. on the transparent conductive layer. This oxide constitutes a porous semiconductor layer as an n-type semiconductor. A semiconductor material in which a plurality of these semiconductors are combined may be used.

本発明においては、支持体のフィルムのうえに塗設した半導体微粒子の層に対し、半導体微粒子同士の電子的接触の強化と、支持体との密着性の向上のために、170〜250℃、好ましくは180〜230℃、さらに好ましくは190〜220℃で加熱処理を施し、多孔質半導体層をフィルムに焼き付ける。加熱処理温度が170℃未満であると、半導体微粒子の電子的接触が十分強化できず、色素増感型太陽電池を作成した場合、光発電効率が低下する。他方、250℃を越える温度で加熱処理を行うと、ポリエステルフィルム支持体の加熱による変形が著しくなり、透明導電層と多孔質半導体層の密着力が低下する。   In the present invention, for the semiconductor fine particle layer coated on the support film, in order to enhance the electronic contact between the semiconductor fine particles and to improve the adhesion to the support, 170 to 250 ° C., The heat treatment is preferably performed at 180 to 230 ° C., more preferably 190 to 220 ° C., and the porous semiconductor layer is baked on the film. When the heat treatment temperature is less than 170 ° C., the electronic contact of the semiconductor fine particles cannot be sufficiently enhanced, and when a dye-sensitized solar cell is produced, the photovoltaic power generation efficiency is lowered. On the other hand, when the heat treatment is performed at a temperature exceeding 250 ° C., the polyester film support is significantly deformed by heating, and the adhesion between the transparent conductive layer and the porous semiconductor layer is reduced.

この多孔質半導体層は、半導体の超微粒子が焼結又は融着した構造をとる。超微粒子の粒径は、一次粒子の平均粒径として好ましくは5〜100nm、特に好ましくは5〜50nmである。粒径分布の異なる2種類以上の微粒子を混合してもよく、入射光を散乱させて光捕獲率を向上させる目的で、粒径の大きな、例えば一次粒子の平均粒径300nm程度の半導体粒子を混合してもよい。   This porous semiconductor layer has a structure in which ultrafine semiconductor particles are sintered or fused. The particle size of the ultrafine particles is preferably 5 to 100 nm, particularly preferably 5 to 50 nm as the average particle size of the primary particles. Two or more kinds of fine particles having different particle size distributions may be mixed. For the purpose of scattering incident light and improving the light capture rate, semiconductor particles having a large particle size, for example, primary particles having an average particle size of about 300 nm are used. You may mix.

多孔質半導体層を構成する超微粒子は、例えば公知のゾル−ゲル法や気相熱分解法(2001年技術教育出版社発行,柳田祥三監修,「色素増感太陽電池の基礎と応用」又は1995年技術情報協会発行,「ゾル−ゲル法による薄膜コーティング技術」参照)によって調製することができる。   Ultrafine particles constituting the porous semiconductor layer may be, for example, a known sol-gel method or gas phase pyrolysis method (published by Technical Education Publishing Co., 2001, supervised by Shozo Yanagida, “Basics and Applications of Dye-sensitized Solar Cells” or 1995. (See “Thin-film coating technology by sol-gel method” published by Japan Technical Information Association).

多孔質半導体層の形成は、例えば塗布法、すなわち多孔質半導体を含む分散液を積層フィルムの透明導電層の上に塗布し、加熱乾燥することによって多孔質層を支持体上に固定化するのが望ましい。   The porous semiconductor layer is formed by, for example, a coating method, that is, by applying a dispersion containing the porous semiconductor on the transparent conductive layer of the laminated film and heating and drying to fix the porous layer on the support. Is desirable.

この際、半導体微粒子の分散液を調整するには、前述のゾルーゲル法の他に、溶媒中で微粒子を化学反応の共沈生成物として析出させる方法、超音波照射や機械的粉砕によって超微粒子に粉砕して分散する方法などを用いることができる。分散媒としては、水又は各種の有機溶媒を用い、分散の際、必要に応じて例えばポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのようなポリマー、界面活性剤、酸又はキレート剤などを分散助剤として少量加えて、支持体上へ塗布し、製膜する。   At this time, in order to adjust the dispersion of semiconductor fine particles, in addition to the sol-gel method described above, a method of precipitating fine particles as a coprecipitation product of a chemical reaction in a solvent, ultrasonic irradiation or mechanical pulverization to form ultrafine particles. A method of pulverizing and dispersing can be used. As a dispersion medium, water or various organic solvents are used. When dispersing, for example, a polymer such as polyethylene glycol, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, a surfactant, an acid or a chelating agent is used as a dispersion aid. Add a small amount, apply onto a support, and form a film.

この塗布は、ローラ法、ディッブ法、エアーナイフ法、ブレード法、ワイヤーバー法、スライドホッパー法、エクストルージョン法、カーテン法など、これまで塗布加工に際し慣用されている任意の方法を用いて行うことができる。また汎用機によるスピン法やスプレー法も用いることができる。凸版、オフセット及びグラビアの3大印刷法をはじめ、凹版、ゴム版、スクリーン印刷のような湿式印刷を用いて塗布してもよい。これらの中から、液粘度やウェット厚さに応じて、好ましい製膜方法を選択する。   This coating should be performed using any method conventionally used for coating processing, such as the roller method, dipping method, air knife method, blade method, wire bar method, slide hopper method, extrusion method, and curtain method. Can do. Further, a spin method or a spray method using a general-purpose machine can be used. Application may be made using wet printing such as intaglio, rubber plate, screen printing, as well as the three major printing methods of letterpress, offset and gravure. From these, a preferred film forming method is selected according to the liquid viscosity and the wet thickness.

そのほか、電着によって粒子の薄膜を担持する方法も用いることができる。すなわち、半導体微粒子を適当な低伝導度の溶媒、例えば純水、アルコールやアセトニトリル、THFなどの極性有機溶媒、ヘキサン、クロロホルムなどの非極性有機溶媒、あるいはこれらの混合溶媒に添加し、凝集のないよう均一に分散し、電着すべき導電性樹脂シート電極と対極とを一定の間隔で平行に対向させ、この間隙に上記の分散液を注入し、両電極間に直流電圧を印加する。このようにして、分散液の濃度と電極間隔を選択することにより、基板電極に一定かつ均一な厚みの電着膜が形成される。   In addition, a method of supporting a thin film of particles by electrodeposition can be used. That is, the semiconductor fine particles are added to an appropriate low-conductivity solvent such as pure water, polar organic solvents such as alcohol, acetonitrile and THF, nonpolar organic solvents such as hexane and chloroform, or a mixed solvent thereof, so that there is no aggregation. The conductive resin sheet electrode to be electrodeposited and the counter electrode are made to face each other in parallel at a constant interval, the dispersion liquid is injected into the gap, and a DC voltage is applied between the electrodes. In this way, by selecting the concentration of the dispersion and the electrode interval, an electrodeposition film having a constant and uniform thickness is formed on the substrate electrode.

半導体微粒子の分散液は、半導体微粒子が支持体1m当り、好ましくは0.5〜5〜20g/m、さらに好ましくは5〜10g/mとなる量で塗布するとよい。 Dispersion of semiconductor fine particles, semiconductor fine particles support 1 m 2 per may preferably 0.5~5~20g / m 2, more preferably applied in an amount of 5 to 10 g / m 2.

本発明においては、塗設した半導体微粒子の層に対し、半導体微粒子同士の電子的接触の強化と、支持体との密着性の向上のために、170〜250℃、好ましくは180〜230℃、さらに好ましくは190〜220℃で加熱処理を施し、多孔質半導体層をフィルムに焼き付ける。加熱処理温度が170℃未満であると、半導体微粒子の電子的接触が十分強化できず、色素増感型太陽電池を作成した場合、光発電効率が低下する。他方、250℃を越える温度で加熱処理を行うと、ポリエステルフィルム支持体の加熱による変形が著しくなり、透明導電層と多孔質半導体層の密着力が低下する。   In the present invention, with respect to the coated layer of semiconductor fine particles, 170 to 250 ° C., preferably 180 to 230 ° C., in order to enhance the electronic contact between the semiconductor fine particles and improve the adhesion to the support. More preferably, heat treatment is performed at 190 to 220 ° C., and the porous semiconductor layer is baked on the film. When the heat treatment temperature is less than 170 ° C., the electronic contact of the semiconductor fine particles cannot be sufficiently enhanced, and when a dye-sensitized solar cell is produced, the photovoltaic power generation efficiency is lowered. On the other hand, when the heat treatment is performed at a temperature exceeding 250 ° C., the polyester film support is significantly deformed by heating, and the adhesion between the transparent conductive layer and the porous semiconductor layer is reduced.

さらに、半導体微粒子に対して該微粒子が強く吸収する紫外光などを照射したり、マイクロ波を照射して微粒子層を加熱することにより、微粒子の間の物理的接合を強める処理を行ってもよい。   Further, the semiconductor fine particles may be irradiated with ultraviolet light or the like that the fine particles absorb strongly, or the fine particle layer may be heated by irradiating the microwaves to enhance the physical bonding between the fine particles. .

多孔質半導体層は、好ましくは1〜30μm、さらに好ましくは2〜10μm、特に好ましくは2〜6μmの厚みとなるように形成する。この範囲であれば高い透明度を得ることができる。   The porous semiconductor layer is preferably formed to have a thickness of 1 to 30 μm, more preferably 2 to 10 μm, and particularly preferably 2 to 6 μm. Within this range, high transparency can be obtained.

なお、多孔質半導体を担持する透明導電層が対極と電気的に短絡することを防止するな
どの目的のため、予め透明導電層の上に下塗り層を設けておいてもよい。この下塗り層としては、TiO、SnO、ZnO、Nb、特にTiOが好ましい。この下塗り層は、例えばElectrochim、Acta40、643〜652(1995)に記載されているスプレーパイロリシス法の他、スパッタ法などにより設けることができる。この下塗り層の好ましい膜厚は5〜1000nm以下、特に10〜500nmである。
An undercoat layer may be provided on the transparent conductive layer in advance for the purpose of preventing the transparent conductive layer carrying the porous semiconductor from being electrically short-circuited with the counter electrode. As the undercoat layer, TiO 2 , SnO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 , particularly TiO 2 is preferable. This undercoat layer can be provided by, for example, a sputtering method in addition to the spray pyrolysis method described in Electrochim, Acta 40, 643 to 652 (1995). The preferred thickness of the undercoat layer is 5 to 1000 nm or less, particularly 10 to 500 nm.

[色素増感太陽電池の作成]
本発明で得られる電極を用いて色素増感型太陽電池を作成するには、例えば以下の方法を用いることができる。
(1)本発明の電極の多孔質半導体層に色素を吸着させる。ルテニウムビピリジン系錯体(ルテニウム錯体)に代表される有機金属錯体色素、シアニン系色素、クマリン系色素、キサンテン系色素、ポルフィリン系色素など、可視光領域および赤外光領域の光を吸収する特性を有する色素を、アルコールやトルエンなどの溶媒に溶解させて色素溶液を作成し、多孔質半導体層を浸漬するか、多孔質半導体層に噴霧または塗布する。(電極A)
(2)対極としては、本発明の積層フィルムの透明導電層側に、薄い白金層をスパッタ法により形成したものを用いる。(電極B)
(3)上記電極Aと電極Bを、熱圧着性のポリエチレンフィルム製フレーム型スペーサー(厚さ20μm)を挿入して重ね合わせ、スペーサー部を120℃に加熱し、両電極を圧着する。さらに、そのエッジ部をエポキシ樹脂接着剤でシールする。
(4)シートのコーナー部にあらかじめ設けた電解液注入用の小孔を通して、ヨウ化リチウムとヨウ素(モル比3:2)ならびにスペーサーとして平均粒径20μmのナイロンビーズを3重量%含む電解質水溶液を注入する。内部の脱気を十分に行い、最終的に小孔をエポキシ樹脂接着剤で封じる。
[Preparation of dye-sensitized solar cell]
In order to produce a dye-sensitized solar cell using the electrode obtained by the present invention, for example, the following method can be used.
(1) A dye is adsorbed on the porous semiconductor layer of the electrode of the present invention. It has the property of absorbing light in the visible and infrared regions, such as organometallic complex dyes represented by ruthenium bipyridine complexes (ruthenium complexes), cyanine dyes, coumarin dyes, xanthene dyes, porphyrin dyes, etc. A dye solution is prepared by dissolving a dye in a solvent such as alcohol or toluene, and the porous semiconductor layer is immersed, or sprayed or applied to the porous semiconductor layer. (Electrode A)
(2) As the counter electrode, a thin platinum layer formed by sputtering on the transparent conductive layer side of the laminated film of the present invention is used. (Electrode B)
(3) The electrode A and the electrode B are overlapped by inserting a thermocompression-bondable polyethylene film frame spacer (thickness 20 μm), the spacer portion is heated to 120 ° C., and both electrodes are pressure-bonded. Further, the edge portion is sealed with an epoxy resin adhesive.
(4) An electrolyte aqueous solution containing lithium iodide and iodine (molar ratio 3: 2) and 3% by weight of nylon beads having an average particle diameter of 20 μm as a spacer through a small hole for injecting an electrolyte provided in the corner of the sheet in advance. inject. Thoroughly deaerate the inside and finally seal the small holes with an epoxy resin adhesive.

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
なお、例中の各特性値は、下記の方法により測定した。
(1)固有粘度
固有粘度([η]dl/g)は、35℃のo−クロロフェノール溶液で測定した。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
In addition, each characteristic value in an example was measured with the following method.
(1) Intrinsic viscosity Intrinsic viscosity ([η] dl / g) was measured with an o-chlorophenol solution at 35 ° C.

(2)フィルム厚み
マイクロメーター(アンリツ(株)製のK−402B型)を用いて、フィルムの連続製膜方向および幅方向に各々10cm間隔で測定を行い、全部で300ヶ所のフィルム厚みを測定した。得られた300ヶ所のフィルム厚みの平均値を算出してフィルム厚みとした。
(2) Film thickness Using a micrometer (K-402B type manufactured by Anritsu Co., Ltd.), measurement is performed at 10 cm intervals in the continuous film forming direction and the width direction of the film, and a total of 300 film thicknesses are measured. did. The average value of the film thicknesses of the obtained 300 locations was calculated and used as the film thickness.

(3)熱収縮率
200℃に温度設定されたオーブンの中に無緊張状態で10分間フィルムを保持し、フィルム長手方向(MD)および幅方向(TD)について各々の加熱処理前後での寸法変化を熱収縮率として下式により算出し、長手方向(MD)と幅方向(TD)の熱収縮率を求めた。
熱収縮率%=((L0−L)/L0)×100
ただし、L0:熱処理前の標点間距離、L:熱処理後の漂点間距離
(3) Heat shrinkage rate The film was held in an oven set at 200 ° C. for 10 minutes in an unstrained state, and the dimensional change before and after each heat treatment in the film longitudinal direction (MD) and width direction (TD) Was calculated by the following equation as the heat shrinkage rate, and the heat shrinkage rate in the longitudinal direction (MD) and the width direction (TD) was obtained.
Thermal shrinkage% = ((L0−L) / L0) × 100
However, L0: Distance between gauge points before heat treatment, L: Distance between floating points after heat treatment

(4)塗布層の厚み
フィルムの小片をエポキシ樹脂(リファインテック(株)製エポマウント)中に包埋し、Reichert-Jung社製Microtome2050を用いて包埋樹脂ごと50nm厚さにスライスし、透過型電子顕微鏡(LEM-2000)にて加速電圧100KV、倍率10万倍にて観察し、塗膜層の厚みを測定した。
(4) Thickness of coating layer A small piece of film is embedded in an epoxy resin (Epomount manufactured by Refinetech Co., Ltd.), sliced to 50 nm thickness with the embedded resin using Microtome2050 manufactured by Reichert-Jung, and transmitted. The film was observed with a scanning electron microscope (LEM-2000) at an acceleration voltage of 100 KV and a magnification of 100,000, and the thickness of the coating layer was measured.

(5)表面抵抗値
4探針式表面抵抗率測定装置[三菱化学(株)製、ロレスタGP]を用いて任意の5点を測定し、その平均値を代表値として用いた。
(5) Surface resistance value Any five points were measured using a 4-probe type surface resistivity measuring device [Made by Mitsubishi Chemical Corporation, Loresta GP], and the average value was used as a representative value.

(6)表面張力
表面張力が既知である水、およびヨウ化メテレンの透明導電性薄膜に対する接触角:θw、θyを接触角計(協和界面科学社製「CA−X型」)を使用し、25℃、50%RHの条件で測定した。これらの測定値を用い、以下の様にして透明導電性薄膜の表面張力γsを算出した。
透明導電性薄膜の表面張力γsは、分散性成分γsdと極性成分γspとの和である。即ち、
γs=γsd+γsp (式1)
また、Youngの式より、
γs=γsw+γw・cosθw (式2)
γs=γsy+γy・cosθy (式3)
ここで、γswは透明導電性薄膜と水との間に働く張力、γswは透明導電性薄膜とヨウ化メチレンとの間に働く張力、γwは水の表面張力、γyはヨウ化メチレンの表面張力である。
また、Fowkesの式より、
γsw=γs+γw−2×(γsd・γwd1/2−2×(γsp・γwp1/2 (式4)
γsy=γs+γy−2×(γsd・γyd1/2−2×(γsp・γyp1/2 (式5)
である。ここで、γwdは水の表面張力の分散性成分、γwpは水の表面張力の極性成分、γydはヨウ化メテレンの表面張力の分散性成分、γypはヨウ化メチレンの表面張力の極性成分である。
式1〜5の連立方程式を解くことにより、透明導電性薄膜の表層張力γs=γsd+γspを算出できる。この時、水の表面張力(γw):72.8mN/m、よう化メチレンの表面張力(γy):50.5mN/m、水の表面張力の分散性成分(γwd):21.8mN/m、水の表面張力の極性成分(γwp):51.0mN/m、ヨウ化メチレンの表面張力の分散性成分(γyd):49.5mN/m、ヨウ化メテレンの表面張力の極性成分(γyp):1.3mN/mを用いた。
(6) Surface tension Contact angles: θw and θy of water having a known surface tension and water-containing methylene to the transparent conductive thin film were measured using a contact angle meter (“CA-X type” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) It measured on 25 degreeC and 50% RH conditions. Using these measured values, the surface tension γs of the transparent conductive thin film was calculated as follows.
The surface tension γs of the transparent conductive thin film is the sum of the dispersive component γsd and the polar component γsp. That is,
γs = γsd + γsp (Formula 1)
From the Young equation,
γs = γsw + γw · cos θw (Formula 2)
γs = γsy + γy · cos θy (Formula 3)
Here, γsw is the tension acting between the transparent conductive thin film and water, γsw is the tension acting between the transparent conductive thin film and methylene iodide, γw is the surface tension of water, and γy is the surface tension of methylene iodide. It is.
From the Fowkes equation,
γ sw = γ s + γ w −2 × (γ sd · γ wd ) 1/2 −2 × (γ sp · γ wp ) 1/2 (Formula 4)
γ sy = γ s + γ y −2 × (γ sd · γ yd ) 1/2 −2 × (γ sp · γ yp ) 1/2 (Formula 5)
It is. Where γ wd is the dispersive component of the surface tension of water, γ wp is the polar component of the surface tension of water, γ yd is the dispersive component of the surface tension of methylene iodide, and γ yp is the surface tension of methylene iodide. It is a polar component.
By solving the simultaneous equations of Equations 1 to 5, the surface tension γ s = γ sd + γ sp of the transparent conductive thin film can be calculated. At this time, the surface tension of water (γ w ): 72.8 mN / m, the surface tension of methylene iodide (γ y ): 50.5 mN / m, the dispersive component of the surface tension of water (γ wd ): 21. 8 mN / m, polar component of surface tension of water (γ wp ): 51.0 mN / m, dispersive component of surface tension of methylene iodide (γ y d): 49.5 mN / m, surface tension of methylene iodide Polar component (γ yp ): 1.3 mN / m was used.

(7)多孔質半導体層の密着性
多孔質半導体層表面にガーゼを50g/cmの加重で5往復し、剥離の程度を目指にて評価した。剥離が見られないものを○、部分的に剥離が見られるものを△、完全に剥離したものを×とした。
(7) Adhesiveness of porous semiconductor layer Gauze was reciprocated 5 times with a load of 50 g / cm 2 on the surface of the porous semiconductor layer, and the degree of peeling was evaluated with the aim. The case where peeling was not observed was indicated by ◯, the case where peeling was partially observed was indicated by Δ, and the case where peeling was completely observed was indicated by ×.

(8)光発電効率:25mm大の色素増感太陽電池を形成し、AM1.5疑似太陽光100mW/cm照射下でのI−V測定により、開放電圧、短絡電流密度、曲線因子、光発電効率をもとめた。なお、測定には分光計器製CEP−2000型分光感度測定装置を用いた。 (8) photovoltaic efficiency: 25mm to form a 2-sized dye-sensitized solar cell, the I-V measurements in the second irradiation under AM1.5 simulated solar light 100 mW / cm, open circuit voltage, short circuit current density, fill factor, We calculated photovoltaic power generation efficiency. In addition, the spectrophotometer CEP-2000 type | mold spectral sensitivity measuring apparatus was used for the measurement.

[実施例1]
<フィルム用ポリマーの作成>
ナフタレン−2,6−ジカルボン酸ジメチル100部、およびエチレングリコール60部を、エステル交換触媒として酢酸マンガン四水塩0.03部を使用し、150℃から238℃に徐々に昇温させながら120分間エステル交換反応を行なった。途中反応温度が170℃に達した時点で三酸化アンチモン0.024部を添加し、エステル交換反応終了後、リン酸トリメチル(エチレングリコール中で135℃、5時間0.11〜0.16MPaの加圧下で加熱処理した溶液:リン酸トリメチル換算量で0.023部)を添加した。その後反応生成物を重合反応器に移し、290℃まで昇温し、27Pa以下の高真空下にて重縮合反応を行って、固有粘度が0.62dl/gの、実質的に粒子を含有しない、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを得た。
[Example 1]
<Creation of film polymer>
Using 100 parts of dimethyl naphthalene-2,6-dicarboxylate and 60 parts of ethylene glycol as a transesterification catalyst, 0.03 part of manganese acetate tetrahydrate, and gradually increasing the temperature from 150 ° C. to 238 ° C. for 120 minutes A transesterification reaction was performed. On the way, when the reaction temperature reached 170 ° C., 0.024 part of antimony trioxide was added, and after the transesterification reaction, trimethyl phosphate (135 ° C. in ethylene glycol, 0.11 to 0.16 MPa for 5 hours) was added. The solution heat-treated under pressure: 0.023 parts in terms of trimethyl phosphate was added. Thereafter, the reaction product is transferred to a polymerization reactor, heated to 290 ° C., subjected to a polycondensation reaction under a high vacuum of 27 Pa or less, and contains substantially no particles having an intrinsic viscosity of 0.62 dl / g. Polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate was obtained.

<ポリエステルフィルムの作成>
このポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートのペレットを170℃で6時間乾燥後、押出機ホッパーに供給し、溶融温度305℃で溶融し、平均目開きが17μmのステンレス鋼細線フィルターで濾過し、3mmのスリット状ダイを通して表面温度60℃の回転冷却ドラム上で押出し、急冷して未延伸フィルムを得た。このようにして得られた未延伸フィルムを120℃にて予熱し、さらに低速、高速のロール間で15mm上方より850℃のIRヒーターにて加熱して縦方向に3.2倍に延伸した。この縦延伸後のフィルムの片面に下記の塗剤Aを乾燥後の塗膜厚みが0.08μmになるようにロールコーターで塗工し易接層を形成した。
<Creation of polyester film>
The polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate pellets were dried at 170 ° C. for 6 hours, then fed to an extruder hopper, melted at a melting temperature of 305 ° C., and filtered through a stainless steel fine wire filter having an average opening of 17 μm. The film was extruded through a 3 mm slit die on a rotary cooling drum having a surface temperature of 60 ° C. and rapidly cooled to obtain an unstretched film. The unstretched film thus obtained was preheated at 120 ° C., and further heated by an IR heater at 850 ° C. from above 15 mm between low-speed and high-speed rolls and stretched 3.2 times in the longitudinal direction. The following coating agent A was applied to one side of the film after the longitudinal stretching with a roll coater so that the coating thickness after drying was 0.08 μm, thereby forming an easy-contact layer.

続いてテンターに供給し、140℃にて横方向に.3.3倍に延伸した。得られた二軸配向フィルムを244℃の温度で5秒間熱固定し、固有粘度が0.58dl/g、厚み125μmのポリエステルフィルムを得た。200℃、10分で処理した際のポリエステルフィルムの長手方向の熱収縮率は0.58%、幅方向の熱収縮率は0.12%、長手方向と幅方向の熱収縮率の差は0.46%であった。   Subsequently, it was supplied to the tenter and laterally at 140 ° C. 3. Stretched 3 times. The obtained biaxially oriented film was heat-set at a temperature of 244 ° C. for 5 seconds to obtain a polyester film having an intrinsic viscosity of 0.58 dl / g and a thickness of 125 μm. The thermal shrinkage in the longitudinal direction of the polyester film when treated at 200 ° C. for 10 minutes is 0.58%, the thermal shrinkage in the width direction is 0.12%, and the difference between the thermal shrinkage in the longitudinal direction and the width direction is 0. .46%.

<塗剤A>
テレフタル酸ジメチル92部、イソフタル酸ジメチル12部、5―ナトリウムスルホイソフタル酸17部、エチレングリコール54部及びジエチレングリコール62部をエステル交換反応器に仕込み、これにテトラブトキシチタン0.05部を添加して窒素雰囲気下で温度を230℃にコントロールして加熱し、生成するメタノールを留去させてエステル交換反応を行った。次いで、この反応系の温度を徐々に255℃まで上昇させ、系内を1mmHgの減圧にして重縮合反応を行い、共重合ポリエステルを得た。
<Coating agent A>
92 parts of dimethyl terephthalate, 12 parts of dimethyl isophthalate, 17 parts of 5-sodium sulfoisophthalic acid, 54 parts of ethylene glycol and 62 parts of diethylene glycol were charged into the transesterification reactor, and 0.05 part of tetrabutoxy titanium was added thereto. The temperature was controlled at 230 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the resulting methanol was distilled off to conduct a transesterification reaction. Subsequently, the temperature of this reaction system was gradually raised to 255 ° C., and the inside of the system was subjected to a polycondensation reaction under a reduced pressure of 1 mmHg to obtain a copolyester.

このポリエステル25部をテトラヒドロフラン75部に溶解させ、得られた溶液に10000回転/分の高速攪拌下で水75部を滴下して乳白色の分散体を得、次いでこの分散体を20mmHgの減圧下で蒸留し、テトラヒドロフランを留去し、固形分が25重量%のポリエステルの水分散体を得た。   25 parts of this polyester was dissolved in 75 parts of tetrahydrofuran, and 75 parts of water was dropped into the resulting solution under high-speed stirring at 10,000 rpm to obtain a milky white dispersion, and then this dispersion was subjected to a reduced pressure of 20 mmHg. Distillation was performed, and tetrahydrofuran was distilled off to obtain an aqueous dispersion of polyester having a solid content of 25% by weight.

次に、四つ口フラスコに、界面活性剤としてラウリルスルホン酸ナトリウム3部、およびイオン交換水181部を仕込んで窒素気流中で60℃まで昇温させ、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.5部、亜硝酸水素ナトリウム0.2部を添加し、更にモノマー類である、メタクリル酸メチル70部、アクリル酸エチル25部、N−メチロールアクリルアミド5部の混合物を3時間にわたり、液温が60〜70℃になるよう調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に2時間保持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで冷却して固形分が35%重量のアクリルの水分散体を得た。   Next, 3 parts of sodium lauryl sulfonate as a surfactant and 181 parts of ion-exchanged water are charged into a four-necked flask and the temperature is raised to 60 ° C. in a nitrogen stream, and then 0.5% ammonium persulfate is used as a polymerization initiator. 0.2 part of sodium hydrogen nitrite was added, and a mixture of 70 parts of methyl methacrylate, 25 parts of ethyl acrylate and 5 parts of N-methylol acrylamide as the monomers was added over 3 hours, and the liquid temperature was 60- It was added dropwise while adjusting to 70 ° C. After completion of dropping, the reaction was continued with stirring while maintaining the same temperature range for 2 hours, and then cooled to obtain an acrylic aqueous dispersion having a solid content of 35% by weight.

一方で、シリカフィラー(平均粒径:100nm)(日産化学株式会社製 商品名スノーテックスZL)を0.3重量%、濡れ剤として、ポリオキシエチレン(n=9)ラウリルエーテル(花王株式会社製 商品名エマルゲン109P)を0.4重量%添加した水溶液を作成した。   On the other hand, silica filler (average particle size: 100 nm) (trade name Snowtex ZL manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is 0.3% by weight, polyoxyethylene (n = 9) lauryl ether (manufactured by Kao Corporation) as a wetting agent. An aqueous solution to which 0.4% by weight of Emergen 109P) was added was prepared.

上記のポリエステルの水分散体10重量部、アクリルの水分散体3重量部と水溶液87重量部を混合して、塗剤Aを作成した。   Coating agent A was prepared by mixing 10 parts by weight of the above polyester aqueous dispersion, 3 parts by weight of the acrylic water dispersion and 87 parts by weight of the aqueous solution.

<透明導電層形成>
ポリエステルフィルムの易接層が形成された片面に、特開昭63−908号公報の実施例6に記載の方法で、膜厚280nmのITOからなる透明導電層を形成した。透明導電層の表面抵抗値は18Ω/□であった。次いで、常圧プラズマ表面処理装置(積水化学工業製AP−T03−L)を用いて、窒素気流下(60L/分)、1m/分にて透明導電層表面にプラズマ処理を施した。このとき、表面抵抗値18Ω/□、表面張力は71.5mN/mであった。
<Transparent conductive layer formation>
A transparent conductive layer made of ITO having a film thickness of 280 nm was formed on one surface on which the easy-contact layer of the polyester film was formed by the method described in Example 6 of JP-A-63-908. The surface resistance value of the transparent conductive layer was 18Ω / □. Next, using a normal pressure plasma surface treatment apparatus (AP-T03-L manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), the surface of the transparent conductive layer was subjected to plasma treatment at 1 m / min under a nitrogen stream (60 L / min). At this time, the surface resistance value was 18Ω / □, and the surface tension was 71.5 mN / m.

<反射防止層>
積層フィルムの透明導電層を形成した面とは反対側の面に、厚さ75nmで屈折率1.89のY層、その上に厚さ120nmで屈折率2.3のTiO層、更にその上に厚さ90nmで屈折率1.46のSiOを、夫々高周波スパッタリング法によって製膜し、反射防止処理層とした。各静電体薄膜を製膜するに際し、いずれも真空度は1×10−3Torrとし、ガスとしてAr:55sccm、O:5sccmを流した。また、基板は製膜行程中、加熱もしくは冷却をすることなく室温のままとした。
<Antireflection layer>
A Y 2 O 3 layer having a thickness of 75 nm and a refractive index of 1.89 is formed on the surface of the laminated film opposite to the surface on which the transparent conductive layer is formed, and a TiO 2 layer having a refractive index of 2.3 and a thickness of 120 nm is formed thereon. Further, a SiO 2 film having a thickness of 90 nm and a refractive index of 1.46 was formed thereon by a high frequency sputtering method to form an antireflection treatment layer. In forming each electrostatic thin film, the degree of vacuum was 1 × 10 −3 Torr, and Ar: 55 sccm and O 2 : 5 sccm were flowed as gases. The substrate was kept at room temperature without heating or cooling during the film forming process.

<多孔質半導体層形成>
積層フィルムの透明導電層の上に、市販されている低温形成型多孔質二酸化チタン層形成用ペースト(昭和電工製SP−200)をバーコーターにて塗布し、大気中200℃で30分間の熱処理を行って厚み5μmになるように多孔質二酸化チタン層を形成し、色素増感型太陽電池の電極を作成した。密着性の評価を行ったところ、剥離はまったく見られず評価は○であった。
<Porous semiconductor layer formation>
On the transparent conductive layer of the laminated film, a commercially available paste for forming a low-temperature-forming porous titanium dioxide layer (SP-200 manufactured by Showa Denko) is applied with a bar coater and heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes in the atmosphere. And a porous titanium dioxide layer was formed to a thickness of 5 μm, and an electrode of a dye-sensitized solar cell was prepared. When the adhesion was evaluated, no peeling was observed and the evaluation was good.

<色素増感型太陽電池の作成>
この電極をルテニウム錯体(Ru535bisTBA、Solaronix製)の300μMエタノール溶液中に24時間浸漬し、光作用電極表面にルテニウム錯体を吸着させた。また、前記の積層フィルムの透明導電層上にスパッタリング法によりPt膜を堆積して対向電極を作成した。電極と対向電極を、熱圧着性のポリエチレンフィルム製フレーム型スペーサー(厚さ20μm)を介して重ね合わせ、スペーサー部を120℃に加熱し、両電極を圧着する。さらに、そのエッジ部をエポキシ樹脂接着剤でシールする。電解質溶液(0.5Mのヨウ化リチウム、0.05Mのヨウ素、0.5Mの4−tert−ブチルピリジン、0.5Mのヨウ化1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウム、平均粒径20μmのナイロンビーズ3重量%を含む3−メトキシプロピオニトリル溶液)を注入した後、エポキシ系接着剤でシールした。
<Creation of dye-sensitized solar cell>
This electrode was immersed in a 300 μM ethanol solution of ruthenium complex (Ru535bisTBA, manufactured by Solaronix) for 24 hours to adsorb the ruthenium complex on the surface of the photoactive electrode. A counter electrode was prepared by depositing a Pt film on the transparent conductive layer of the laminated film by sputtering. The electrode and the counter electrode are overlapped via a thermocompression-bondable polyethylene film frame spacer (thickness 20 μm), the spacer portion is heated to 120 ° C., and both electrodes are pressure-bonded. Further, the edge portion is sealed with an epoxy resin adhesive. Electrolyte solution (0.5 M lithium iodide, 0.05 M iodine, 0.5 M 4-tert-butylpyridine, 0.5 M 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide, average particle size 20 μm (3-methoxypropionitrile solution containing 3% by weight of nylon beads) and then sealed with an epoxy adhesive.

完成した色素増感 型太陽電池 のI−V測定(有効面積25mm)を行った結果、開放電圧、短絡電流密度、曲線因子はそれぞれ、0.71V、7.1mA/cm、0.68であり、その結果、光発電効率は3.4%であった。 As a result of performing IV measurement (effective area 25 mm 2 ) of the completed dye-sensitized solar cell, the open-circuit voltage, the short-circuit current density, and the fill factor were 0.71 V, 7.1 mA / cm 2 , and 0.68, respectively. As a result, the photovoltaic power generation efficiency was 3.4%.

[実施例2、3および比較例1]
ポリエステルフィルム作成時に、縦延伸倍率、横延伸倍率、熱固定温度を表1のように変えた他は実施例1と同様にして積層フィルム、電極および色素増感型太陽電池を得た。ポリエステルフィルムの縦方向、横方向の200℃で10分処理したあとの熱収縮率およびその差、多孔質半導体層の密着性、色素増感型太陽電池の光発電効率は、表1に示す通りであった。
[Examples 2 and 3 and Comparative Example 1]
A laminated film, an electrode, and a dye-sensitized solar cell were obtained in the same manner as in Example 1 except that the longitudinal stretch ratio, lateral stretch ratio, and heat setting temperature were changed as shown in Table 1 when the polyester film was prepared. Table 1 shows the thermal shrinkage ratio and the difference after treatment at 200 ° C. for 10 minutes in the longitudinal and lateral directions of the polyester film, the adhesion of the porous semiconductor layer, and the photovoltaic power generation efficiency of the dye-sensitized solar cell. Met.

Figure 0004456933
Figure 0004456933

[実施例4]
易接着層を形成するための塗剤を塗剤Bに変更する他は、実施例1と同様にポリエステルフィルムを作成した後、フィルムを懸垂状態で、弛緩率0.9%、温度205℃で熱弛緩させた。200℃、10分で処理した際のポリエステルフィルムの長手方向の熱収縮率は0.13%、幅方向の熱収縮率は0.03%、長手方向と幅方向の熱収縮率の差は0.10%であった。
[Example 4]
A polyester film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the coating agent for forming the easy-adhesion layer was changed to the coating agent B. After the polyester film was suspended, the relaxation rate was 0.9% and the temperature was 205 ° C. Heat relaxed. The thermal shrinkage in the longitudinal direction of the polyester film when treated at 200 ° C. for 10 minutes is 0.13%, the thermal shrinkage in the width direction is 0.03%, and the difference between the thermal shrinkage in the longitudinal direction and the width direction is 0. 10%.

<ハードコート>
得られたポリエステルフィルムを用い、この易接層側にUV硬化性ハードコート剤(JSR製 デソライトR7501)を厚さ約5μmになるよう塗布し、UV硬化させてハードコート層を形成した。
<Hard coat>
Using the obtained polyester film, a UV curable hard coat agent (Desolite R7501 manufactured by JSR) was applied to the easy-contact layer side so as to have a thickness of about 5 μm, and UV cured to form a hard coat layer.

<透明導電層形成>
ハードコート層が形成された片面に、ITOターゲット(錫濃度は二酸化錫換算で10重量%)を用いた直流マグネトロンスパッタリング法により、膜厚400nmのITOからなる透明導電層を形成した。透明導電層のスパッタリング法による形成は、プラズマの放電前にチャンバー内を5×10−4Paまで排気した後、チャンバー内にアルゴンと酸素の混合ガス(酸素濃度は0.5体積%)を導入して圧力を0.3Paとし、ITOターゲットに1000W印加して行った。透明導電層の表面抵抗値は19Ω/□であった。
<Transparent conductive layer formation>
A transparent conductive layer made of ITO having a thickness of 400 nm was formed on one surface on which the hard coat layer was formed by a direct current magnetron sputtering method using an ITO target (tin concentration was 10% by weight in terms of tin dioxide). The transparent conductive layer is formed by the sputtering method after the inside of the chamber is evacuated to 5 × 10 −4 Pa before plasma discharge, and then a mixed gas of argon and oxygen (oxygen concentration is 0.5 vol%) is introduced into the chamber. Then, the pressure was set to 0.3 Pa, and 1000 W was applied to the ITO target. The surface resistance value of the transparent conductive layer was 19Ω / □.

次いで、常圧プラズマ表面処理装置(積水化学工業製AP−T03−L)を用いて、窒素気流下(60L/分)、1m/分にて透明導電層表面にプラズマ処理を施した。このとき、表面抵抗値20Ω/□、表面張力は71.8mN/mであった。   Next, using a normal pressure plasma surface treatment apparatus (AP-T03-L manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), the surface of the transparent conductive layer was subjected to plasma treatment at 1 m / min under a nitrogen stream (60 L / min). At this time, the surface resistance value was 20Ω / □, and the surface tension was 71.8 mN / m.

積層フィルムの透明導電層を形成した面とは反対側の面に、実施例1同様に反射防止層を形成したのち、二酸化チタンペーストを塗布後の熱処理温度を220℃にした他は実施例1と同様に多孔質半導体層を形成し、色素増感型太陽電池の電極を作成した。密着性評価を行ったところ、剥離は全く見られず評価は○であった。   Example 1 except that an antireflection layer was formed on the surface of the laminated film opposite to the surface on which the transparent conductive layer was formed, as in Example 1, and then the heat treatment temperature after applying the titanium dioxide paste was 220 ° C. A porous semiconductor layer was formed in the same manner as described above to prepare an electrode of a dye-sensitized solar cell. When the adhesion evaluation was performed, no peeling was observed, and the evaluation was good.

この電極を用いて実施例1と同様に色素増感太陽電池を作成した。I−V測定(有効面積25mm)を行った結果、開放電圧、短絡電流密度、曲線因子はそれぞれ、0.70V、8.5mA/cm、0.72であり、その結果、光発電効率は4.3%であった。 Using this electrode, a dye-sensitized solar cell was prepared in the same manner as in Example 1. As a result of the IV measurement (effective area 25 mm 2 ), the open circuit voltage, the short circuit current density, and the fill factor are 0.70 V, 8.5 mA / cm 2 , and 0.72, respectively. Was 4.3%.

<塗剤B>
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル66部、イソフタル酸ジメチル47部、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル8部、エチレングリコール54部、ジエチレングリコール62部を反応器に仕込み、これにテトラブトキシチタン0.05部を添加して窒素雰囲気下で温度を230℃にコントロールして加熱し、生成するメタノールを留去させてエステル交換反応を行った。次いで反応系の温度を徐々に255℃まで上昇させ系内を1mmHgの減圧にして重縮合反応を行い、ポリエステルを得た。このポリエステル25部をテトラヒドロフラン75部に溶解させ、得られた溶液に10000回転/分の高速攪拌下で水75部を滴下して乳白色の分散体を得、次いでこの分散体を20mmHgの減圧下で蒸留し、テトラヒドロフランを留去し、固形分が25重量%のポリエステルの水分散体を得た。
<Coating agent B>
A reactor was charged with 66 parts of dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate, 47 parts of dimethyl isophthalate, 8 parts of dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate, 54 parts of ethylene glycol, and 62 parts of diethylene glycol, and 0.05 parts of tetrabutoxy titanium. Was added and heated under a nitrogen atmosphere while controlling the temperature at 230 ° C., and the produced methanol was distilled off to conduct a transesterification reaction. Subsequently, the temperature of the reaction system was gradually raised to 255 ° C., and the pressure inside the system was reduced to 1 mmHg to carry out a polycondensation reaction to obtain a polyester. 25 parts of this polyester was dissolved in 75 parts of tetrahydrofuran, and 75 parts of water was dropped into the resulting solution under high-speed stirring at 10,000 rpm to obtain a milky white dispersion. Then, this dispersion was subjected to a reduced pressure of 20 mmHg. Distillation was performed, and tetrahydrofuran was distilled off to obtain an aqueous dispersion of polyester having a solid content of 25% by weight.

次に、四つ口フラスコに、界面活性剤としてラウリルスルホン酸ナトリウム3部、およびイオン交換水181部を仕込んで窒素気流中で60℃まで昇温させ、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.5部、亜硝酸水素ナトリウム0.2部を添加し、更にモノマー類である、メタクリル酸メチル30.1部、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン21.9部、ポリエチレンオキシド(n=10)メタクリル酸39.4部、アクリルアミド8.6部の混合物を3時間にわたり、液温が60〜70℃になるよう調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に2時間保持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで冷却して固形分が35%重量のアクリルの水分散体を得た。   Next, 3 parts of sodium lauryl sulfonate as a surfactant and 181 parts of ion-exchanged water are charged into a four-necked flask and the temperature is raised to 60 ° C. in a nitrogen stream, and then 0.5% ammonium persulfate is used as a polymerization initiator. Part, 0.2 part of sodium hydrogen nitrite is added, and further monomers 30.1 parts of methyl methacrylate, 21.9 parts of 2-isopropenyl-2-oxazoline, polyethylene oxide (n = 10) methacrylic acid A mixture of 39.4 parts and 8.6 parts of acrylamide was added dropwise over 3 hours while adjusting the liquid temperature to 60 to 70 ° C. After completion of dropping, the reaction was continued with stirring while maintaining the same temperature range for 2 hours, and then cooled to obtain an acrylic aqueous dispersion having a solid content of 35% by weight.

一方で、シリカフィラー(平均粒径:100nm)(日産化学株式会社製 商品名スノーテックスZL)を0.2重量%、濡れ剤として、ポリオキシエチレン(n=7)ラウリルエーテル(三洋化成株式会社製 商品名ナロアクティーN−70)の0.3重量%添加した水溶液を作成した。   On the other hand, 0.2% by weight of silica filler (average particle size: 100 nm) (trade name Snowtex ZL manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), polyoxyethylene (n = 7) lauryl ether (Sanyo Chemical Co., Ltd.) as a wetting agent An aqueous solution containing 0.3% by weight of the trade name NAROACTY N-70) was prepared.

上記のポリエステルの水分散体8重量部、アクリルの水分散体7重量部と水溶液85重量部を混合して、塗剤Bを作成した。   A coating agent B was prepared by mixing 8 parts by weight of the polyester aqueous dispersion, 7 parts by weight of the acrylic water dispersion and 85 parts by weight of the aqueous solution.

[実施例5,6および比較例2,3]
実施例4において、多孔質半導体層の熱処理温度を表2のように変えて電極を作成した。多孔質半導体層の密着性、およびこの電極を用いて作成した色素増感型太陽電池の光発電効率を表2に示す。
[Examples 5 and 6 and Comparative Examples 2 and 3]
In Example 4, electrodes were prepared by changing the heat treatment temperature of the porous semiconductor layer as shown in Table 2. Table 2 shows the adhesion of the porous semiconductor layer and the photovoltaic efficiency of the dye-sensitized solar cell prepared using this electrode.

Figure 0004456933
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本発明は、色素増感型太陽電池用電極の製造方法として好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used as a method for producing a dye-sensitized solar cell electrode.

Claims (2)

200℃で10分間処理したときのフィルムの長手方向と幅方向における熱収縮率の差の絶対値が0.8%以下であるポリエステルフィルムの片面に透明導電層を形成し、そのうえに酸化チタン、酸化亜鉛および酸化スズからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物を170〜250℃で焼き付けることにより多孔質半導体層を形成することを特徴とする、色素増感型太陽電池用電極の製造方法。   A transparent conductive layer is formed on one side of a polyester film in which the absolute value of the difference in thermal shrinkage between the longitudinal direction and the width direction of the film when treated at 200 ° C. for 10 minutes is 0.8% or less. A method for producing a dye-sensitized solar cell electrode, comprising forming a porous semiconductor layer by baking at least one oxide selected from the group consisting of zinc and tin oxide at 170 to 250 ° C. 請求項1に記載の製造方法にて製造された、色素増感型太陽電池用電極。   The electrode for dye-sensitized solar cells manufactured with the manufacturing method of Claim 1.
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