JP4576544B2 - Film-type dye-sensitized photocell - Google Patents

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Description

本発明は、バインダー材料を含まない色素増感半導体層を透明フィルム電極上に担持させた構造をもつ、可視光の照射により高効率で発電しうるフィルム型色素増感光電池に関するものである。   The present invention relates to a film type dye-sensitized photovoltaic cell having a structure in which a dye-sensitized semiconductor layer not containing a binder material is supported on a transparent film electrode and capable of generating power with high efficiency by irradiation with visible light.

最近、シリコンのp−n接合や化合物半導体のヘテロ接合を光発電層とするこれまでの固体接合型太陽電池に代り、低コストで製造でき、また湿式型としても形成しうるという点で電気化学的反応を利用した色素増感型太陽電池が注目されつつある。   Recently, it can be manufactured at low cost and can be formed as a wet type instead of the conventional solid junction solar cell using a silicon pn junction or a compound semiconductor heterojunction as a photovoltaic layer. Dye-sensitized solar cells that make use of chemical reactions are attracting attention.

この色素増感型太陽電池の基本技術は、非特許文献1及び特許文献1に開示されている。この色素増感型太陽電池は、800nmまでの可視光に応答し、既に10%以上のエネルギー変換効率に達したものが実現しているが、アモルファスシリコン太陽電池を凌駕する15%以上のエネルギー変換効率を実現すべく精力的な研究が続けられている。   The basic technique of this dye-sensitized solar cell is disclosed in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1. This dye-sensitized solar cell has responded to visible light up to 800 nm and has already achieved an energy conversion efficiency of 10% or more, but it has an energy conversion of 15% or more that surpasses that of amorphous silicon solar cells. Energetic research continues to achieve efficiency.

一方で、シリコン太陽電池とは異なる特徴を有するものとして、カラフルで透明性に優れた色素増感型太陽電池の研究、特にフィルム型の色素増感型太陽電池の研究も行われており、このフィルム型太陽電池の製造に利用するための、電気泳動を用いる半導体多孔性膜の低温製膜法が提案されている(非特許文献2、特許文献2参照)。その外、バインダーを用いない製膜法として半導体微粒子の分散体を電極支持体にコーティングし、加圧して製膜する、いわゆるプレス法が提案されている(特許文献3参照)。   On the other hand, research on dye-sensitized solar cells that are colorful and excellent in transparency, especially on film-type dye-sensitized solar cells, has been conducted as having characteristics different from silicon solar cells. A low-temperature film-forming method of a semiconductor porous film using electrophoresis for use in manufacturing a film-type solar cell has been proposed (see Non-Patent Document 2 and Patent Document 2). In addition, a so-called pressing method in which a dispersion of semiconductor fine particles is coated on an electrode support and formed into a film by applying pressure has been proposed as a film forming method without using a binder (see Patent Document 3).

これらの方法においては、プラスチック電極の耐熱性の範囲内である150℃以下の低温で半導体多孔性膜を形成することができ、印刷分野で用いているロール式生産方式が適用可能なので低コストで太陽電池を製造しうる利点はあるが、これにより得られる電極を用いた太陽電池はエネルギー効率が1〜3%程度で、従来の焼成法で製造されたガラス電極に比べ低効率になるという欠点がある。   In these methods, the semiconductor porous film can be formed at a low temperature of 150 ° C. or less, which is within the heat resistance range of the plastic electrode, and the roll type production method used in the printing field can be applied, so the cost is low. Although there is an advantage that a solar cell can be manufactured, a solar cell using an electrode obtained thereby has a disadvantage that it has an energy efficiency of about 1 to 3% and is lower than a glass electrode manufactured by a conventional firing method. There is.

これは、従来の焼成法では、450℃以上の高温で製膜するため、原料に由来する不純物が完全に除かれるが、プレス法その他の低温製膜法では、これらの不純物が完全に除去されず、半導体粒子の分散溶媒中に存在する不純物(多くは有機物)や製膜用にバインダーとして少量添加される有機物が多孔性半導体膜中に絶縁性物質として混入してくるためである。したがって、低温製膜において、バインダー材料として用いられたポリマーや有機性不純物の混入を一定水準以下に低減して、高純度の色素増感半導体膜を形成させ、軽量で大面積のフィルム型太陽電池を製造することが、この分野において強く要望されている。   This is because the conventional firing method forms a film at a high temperature of 450 ° C. or higher, so that impurities derived from the raw material are completely removed. However, the press method and other low-temperature film forming methods completely remove these impurities. This is because impurities (mostly organic substances) present in the dispersion solvent of semiconductor particles and organic substances added in a small amount as a binder for film formation are mixed in the porous semiconductor film as an insulating substance. Therefore, in the low-temperature film formation, the polymer and organic impurities used as binder materials are reduced to below a certain level to form a high-purity dye-sensitized semiconductor film, which is a lightweight, large-area film type solar cell There is a strong demand in this field to produce.

米国特許4927721号明細書(特許請求の範囲その他)US Pat. No. 4,927,721 (Claims and others) 特開2002−100416号公報(特許請求の範囲その他)JP 2002-100416 A (Claims and others) 特表第00/72373 A1号公報(特許請求の範囲その他)Special Table 00/72373 A1 (Claims and others) 「ネイチュア(Nature)」、第353巻、1991年、p737−740“Nature”, 353, 1991, p737-740. 「ケミストリーレター(Chemistry letter)」、2002年、p1250"Chemistry letter", 2002, p1250

本発明は、低温製膜によって高純度の多孔性半導体膜を形成させ、これによってエネルギー変換効率が高く、機械的安定性の優れたフレキシブルなフィルム型色素増感光電池を提供するためになされたものである。   The present invention was made in order to provide a flexible film type dye-sensitized photovoltaic cell having a high-purity porous semiconductor film formed by low-temperature film formation, thereby having high energy conversion efficiency and excellent mechanical stability. It is.

本発明者らは、低温製膜によって形成された色素増感型多孔質半導体層を用いた光電池について、そのエネルギー変換効率を向上させるために種々研究を重ねた結果、プラスチック支持体の表面抵抗を低くするとともに、色素増感型多孔質半導体粒子層を実質上半導体と無機酸化物と色素のみから構成し、かつその空孔率を特定の範囲内に制御することにより、その目的を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。   The present inventors have conducted various studies on a photovoltaic cell using a dye-sensitized porous semiconductor layer formed by low-temperature film formation in order to improve its energy conversion efficiency. As a result, the surface resistance of a plastic support has been reduced. The object can be achieved by lowering the density and making the dye-sensitized porous semiconductor particle layer substantially composed only of a semiconductor, an inorganic oxide, and a dye, and controlling the porosity within a specific range. Based on this finding, the inventors have made the present invention.

すなわち、本発明は、色素増感された多孔質半導体粒子層を担持した透明導電性プラスチック支持体を一方の電極とし、これにイオン導電性電解質を介して対極を、又は場合によりさらに支持体とイオン性導電性電解質との間に短絡防止用セパレータ層を積層した構造をもつフィルム型光電池において、該透明導電性プラスチック支持体が、面内に集電用の導電性リード線を備え、表面抵抗3Ω/□以下を有するものであり、該色素増感された多孔質半導体粒子層が、バインダーフリーコーティング法により200℃以下で製膜された多孔質半導体粒子層に、紫外線照射、オゾン分解処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、および200℃以下での加熱処理のうちのいずれか一種または二種以上の処理を施されて形成され、かつ、該色素増感された多孔質半導体粒子層において、半導体と無機酸化物と色素を除く固形分の質量が、該粒子層の全質量に対し1%未満であるとともに、空孔率が50%以上85%以下であることを特徴とする機械的にフレキシブルなフィルム型光電池を提供するものである。   That is, the present invention uses a transparent conductive plastic support carrying a dye-sensitized porous semiconductor particle layer as one electrode, and a counter electrode or an additional support through an ion conductive electrolyte. In a film type photovoltaic cell having a structure in which a separator layer for preventing a short circuit is laminated between an ionic conductive electrolyte, the transparent conductive plastic support has a conductive lead wire for collecting current in a plane, and a surface resistance 3 Ω / □ or less, and the dye-sensitized porous semiconductor particle layer is formed on the porous semiconductor particle layer formed at 200 ° C. or less by the binder-free coating method, with ultraviolet irradiation, ozonolysis treatment, The dye sensitization is formed by performing any one or more of plasma treatment, corona discharge treatment, and heat treatment at 200 ° C. or lower. In the porous semiconductor particle layer thus formed, the mass of the solid content excluding the semiconductor, the inorganic oxide, and the pigment is less than 1% with respect to the total mass of the particle layer, and the porosity is 50% or more and 85% or less. The present invention provides a mechanically flexible film-type photovoltaic cell.

このように、本発明の光電池は、多孔性の半導体微粒子層に色素を吸着して得られる色素増感半導体薄膜を光電極とし、これにイオン導電性層と場合によりセパレータと対極を積層させた多層体から構成された機械的にフレキシブルな色素増感光電池である。   Thus, in the photovoltaic cell of the present invention, a dye-sensitized semiconductor thin film obtained by adsorbing a dye to a porous semiconductor fine particle layer is used as a photoelectrode, and an ion conductive layer and optionally a separator and a counter electrode are laminated thereon. This is a mechanically flexible dye-sensitized photocell composed of a multilayer body.

このように色素増感半導体層を光電極とする光電気化学電池においては、半導体上の増感色素は、光励起下で電子もしくは正孔を半導体に注入して、方向の制御された増感光電流を生じる。   Thus, in a photoelectrochemical cell using a dye-sensitized semiconductor layer as a photoelectrode, the sensitizing dye on the semiconductor injects electrons or holes into the semiconductor under photoexcitation to control the direction of the sensitized photocurrent. Produce.

典型的な例である色素増感n型半導体の場合は、光電極は光アノードとなって色素からの電子注入によりアノード増感光電流を生じる。色素は励起電子をn型半導体の伝導帯に注入し、伝導帯電子は半導体の表面からバルクに移行し半導体を担持する導電性支持体、すなわち本発明の場合のプラスチック支持体に到達する。   In the case of a dye-sensitized n-type semiconductor, which is a typical example, the photoelectrode becomes a photoanode, and an anode-sensitized photocurrent is generated by electron injection from the dye. The dye injects excited electrons into the conduction band of the n-type semiconductor, and the conduction band electrons move from the surface of the semiconductor to the bulk and reach the conductive support carrying the semiconductor, that is, the plastic support in the present invention.

電子注入した後の色素分子は、電子の欠損した酸化体ラジカルとなるが、色素と接する電解液中の電子供与体、すなわち還元剤によって電子的に還元され、速やかに再生される。導電性支持体が受け取った電子は外部回路を通り対極に移行する。このとき、外部回路では光励起下で電流と起電力が発生する。これらの電流と起電力の積の最大値が、光電池の最大出力電力として計測される。   The dye molecule after electron injection becomes an oxidant radical deficient in electrons, but is electronically reduced by an electron donor in the electrolytic solution in contact with the dye, that is, a reducing agent, and is quickly regenerated. The electrons received by the conductive support are transferred to the counter electrode through the external circuit. At this time, current and electromotive force are generated in the external circuit under light excitation. The maximum value of the product of these current and electromotive force is measured as the maximum output power of the photovoltaic cell.

次に、添付図面に従って本発明をさらに詳細に説明する。
図1は、本発明のフィルム型光電池の1例の構成を示す断面図である。ここでセルは、光電極のフィルム支持体1、光電極の透明導電層2、下塗り層7、色素増感多孔性半導体層3、イオン導電性電解質層4、セパレータ6、対極の導電層5、対極のフィルム支持体8の順に積層され、前記色素増感半導体層3は、色素とそれによって増感された半導体微粒子とを含み、当該半導体微粒子の間の空隙に浸透したイオン導電性電解質層4とから構成される。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an example of a film type photovoltaic cell of the present invention. Here, the cell comprises a photoelectrode film support 1, a photoelectrode transparent conductive layer 2, an undercoat layer 7, a dye-sensitized porous semiconductor layer 3, an ion conductive electrolyte layer 4, a separator 6, a counter conductive layer 5, The counter electrode film support 8 is laminated in this order, and the dye-sensitized semiconductor layer 3 includes a dye and semiconductor fine particles sensitized thereby, and the ion conductive electrolyte layer 4 penetrating into the gaps between the semiconductor fine particles. It consists of.

空隙に浸透したイオン導電性電解質層4は、イオン導電性電解質層4に用いる材料と同じ成分からなる。そして、透明導電層2とその支持体1、導電層5とその支持体8からなる層により導電性支持体が構成されている。このような光電池において、太陽光による発電を主目的とする場合、これを色素増感型太陽電池と称する。   The ion conductive electrolyte layer 4 penetrating into the voids is composed of the same components as the material used for the ion conductive electrolyte layer 4. A conductive support is constituted by a layer composed of the transparent conductive layer 2 and the support 1, and the conductive layer 5 and the support 8. In such a photovoltaic cell, when the main purpose is power generation by sunlight, this is referred to as a dye-sensitized solar cell.

本発明において、多孔性半導体層を担持する透明導電性プラスチック支持体は、導電層とそれを担持するプラスチックフィルム基板によって構成される。この導電層としては、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウムなどの金属、炭素又はインジウム−スズ複合酸化物、酸化スズなどの導電性金属酸化物が用いられる。この中で光学的透明性をもつ点で導電性金属酸化物が好ましく、インジウム−スズ複合酸化物が特に好ましい。   In the present invention, the transparent conductive plastic support carrying the porous semiconductor layer is composed of a conductive layer and a plastic film substrate carrying the conductive layer. As the conductive layer, a metal such as platinum, gold, silver, copper, aluminum, or indium, or a conductive metal oxide such as carbon or indium-tin composite oxide or tin oxide is used. Of these, conductive metal oxides are preferable in terms of optical transparency, and indium-tin composite oxides are particularly preferable.

本発明における透明導電性プラスチック支持体に用いる導電層は、その表面抵抗が低いことが必要であり、表面抵抗値は3Ω/□以下、好ましくは1Ω/□以下である。この導電層には集電のための補助リードをパターニングなどにより配置させることができる。   The conductive layer used for the transparent conductive plastic support in the present invention is required to have a low surface resistance, and the surface resistance value is 3Ω / □ or less, preferably 1Ω / □ or less. Auxiliary leads for collecting current can be arranged on the conductive layer by patterning or the like.

このような補助リードは、通常、銅、銀、アルミニウム、白金、金、チタン、ニッケルなどの低抵抗の金属材料によって形成される。補助リードがパターニングされた透明導電層において、補助リードを含めた表面の抵抗値は3Ω/□以下、好ましくは1Ω/□以下に制御される。このような補助リードのパターンは透明基板に蒸着、スパッタリングなどにより形成し、さらにその上に酸化スズ又はITO膜からなる透明導電層を設けるのが好ましい。   Such auxiliary leads are usually formed of a low-resistance metal material such as copper, silver, aluminum, platinum, gold, titanium, or nickel. In the transparent conductive layer in which the auxiliary lead is patterned, the resistance value of the surface including the auxiliary lead is controlled to 3Ω / □ or less, preferably 1Ω / □ or less. Such an auxiliary lead pattern is preferably formed on a transparent substrate by vapor deposition, sputtering, or the like, and further provided with a transparent conductive layer made of tin oxide or ITO film.

色素増感された多孔質半導体粒子層を担持する透明導電性プラスチック支持体において、その面内に集電用の導電性リード線がパターニングされる場合は、リード線を含めた支持体表面の抵抗が1Ω/□以下であり、連続した構造体を形成する導電性プラスチック支持体の面積が30cm2以上であるのが好ましい。この連続した導電性プラスチック支持体の面積は60cm2以上であることがより好ましく、100cm2以上の大面積であることが最も好ましい。 In a transparent conductive plastic support carrying a dye-sensitized porous semiconductor particle layer, when the conductive lead wire for current collection is patterned in the surface, the resistance of the support surface including the lead wire Is 1 Ω / □ or less, and the area of the conductive plastic support forming the continuous structure is preferably 30 cm 2 or more. The area of the continuous conductive plastic support is more preferably 60 cm 2 or more, and most preferably a large area of 100 cm 2 or more.

透明導電性プラスチック支持体の厚みは、電極がフレキシブル性と機械的安定性をもち合わせる点から該支持体とそれが担持する多孔質半導体粒子層を含めて100μm以上300μm以下であることが好ましく、130μm以上250μm以下であることが特に好ましい。プラスチック支持体単独の厚みは80μm以上280μm以下が好ましく、100μm以上220μm以下が特に好ましい。   The thickness of the transparent conductive plastic support is preferably 100 μm or more and 300 μm or less including the support and the porous semiconductor particle layer carried by the support from the point that the electrode has flexibility and mechanical stability. It is particularly preferable that the thickness is 130 μm or more and 250 μm or less. The thickness of the plastic support alone is preferably from 80 μm to 280 μm, particularly preferably from 100 μm to 220 μm.

透明導電性プラスチック支持体の透過率は波長500nmにおいて60%以上あること、特に70%以上が好ましい。支持体上に上記の集電用の補助リードを配設した部分は不透明となるために、光電池の透明開口率を減じる結果になるので、補助リードが受光面積に占める割合は10%以内であること、特に5%以内であるのが好ましい。   The transmittance of the transparent conductive plastic support is preferably 60% or more, particularly preferably 70% or more at a wavelength of 500 nm. Since the portion where the current collecting auxiliary lead is disposed on the support becomes opaque, the transparent aperture ratio of the photovoltaic cell is reduced, so that the ratio of the auxiliary lead to the light receiving area is within 10%. In particular, it is preferably within 5%.

透明導電性プラスチック支持体のプラスチック材料としては、無着色で透明性が高く、耐熱性が高く、耐薬品性ならびにガス遮断性に優れ、かつ低コストの材料が好ましく選ばれる。この観点から、好ましいプラスチック材料としては、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)、シンジオタクチックポリスチレン(SPS)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAr)、ポリスルホン(PSF)、ポリエステルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、透明ポリイミド(PI)などが用いられる。コストの点で特に好ましいものは、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)である。   As the plastic material for the transparent conductive plastic support, a material which is not colored and has high transparency, high heat resistance, excellent chemical resistance and gas barrier properties, and low cost is preferably selected. From this viewpoint, preferable plastic materials include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndiotactic polystyrene (SPS), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC), polyarylate (PAr), polysulfone ( PSF), polyester sulfone (PES), polyetherimide (PEI), transparent polyimide (PI) and the like are used. Particularly preferred in terms of cost are polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN).

本発明の多孔性半導体層は、ナノサイズの細孔が内部に網目状に形成されたいわゆるメソポーラスな半導体膜からなっている。半導体膜を形成する半導体材料としては、金属の酸化物及び金属カルコゲニドを使用することができる。   The porous semiconductor layer of the present invention comprises a so-called mesoporous semiconductor film in which nano-sized pores are formed in a network. As a semiconductor material for forming the semiconductor film, a metal oxide and a metal chalcogenide can be used.

これら酸化物及びカルコゲニドの金属元素としては、チタン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、カドミウム、亜鉛、鉛、アンチモン、ビスマス、カドミウム、鉛などが挙げられる。   The metal elements of these oxides and chalcogenides include titanium, tin, zinc, iron, tungsten, zirconium, strontium, indium, cerium, vanadium, niobium, tantalum, cadmium, zinc, lead, antimony, bismuth, cadmium, lead, etc. Can be mentioned.

また、ペロブスカイト構造を有する金属化合物として好ましいのは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウムなどである。   Preferred examples of the metal compound having a perovskite structure include strontium titanate, calcium titanate, sodium titanate, barium titanate, and potassium niobate.

その外の好ましい半導体材料としては、n型の無機半導体、例えばTiO2、TiSrO3、ZnO、Nb23、SnO2、WO3、Si、CdS、CdSe、V25、ZnS、ZnSe、SnSe、KTaO3、FeS2、PbSなどがあるが、これらのうちより好ましい半導体はTiO2、ZnO、SnO2、WO3、Nb23であり、特に好ましいのはチタン酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物とこれらの複合体から選ばれる半導体の1種以上である。これらの半導体粒子の粒径は、一次粒子の平均粒径が2nm以上50nm以下、好ましくは2nm以上30nm以下の範囲で選ばれる。 Other preferable semiconductor materials include n-type inorganic semiconductors such as TiO 2 , TiSrO 3 , ZnO, Nb 2 O 3 , SnO 2 , WO 3 , Si, CdS, CdSe, V 2 O 5 , ZnS, ZnSe, There are SnSe, KTaO 3 , FeS 2 , PbS, etc. Among these, more preferred semiconductors are TiO 2 , ZnO, SnO 2 , WO 3 , Nb 2 O 3 , and particularly preferred are titanium oxide and zinc oxide. , One or more semiconductors selected from tin oxide and composites thereof. The particle diameter of these semiconductor particles is selected so that the average particle diameter of primary particles is 2 nm to 50 nm, preferably 2 nm to 30 nm.

本発明の光電池において、上記の半導体粒子によって作られる多孔質半導体粒子層は、色素によって増感され、したがって色素を多孔性膜の表面に吸着分子としてもつ。本発明において、このように色素増感された多孔性半導体膜は、バインダーを含まずに半導体膜の純度が極めて高いことが特徴である。   In the photovoltaic cell of the present invention, the porous semiconductor particle layer made of the above semiconductor particles is sensitized by the dye, and thus has the dye as an adsorbed molecule on the surface of the porous film. In the present invention, the dye-sensitized porous semiconductor film is characterized in that the purity of the semiconductor film does not contain a binder and is extremely high.

すなわち、色素増感された多孔性半導体膜は、実質的に半導体と無機酸化物と色素のみから構成され、これら以外の固形分を多孔性膜を構成する成分もしくは多孔性膜に混合される成分として多孔性膜の内部に含まれていない。   In other words, the dye-sensitized porous semiconductor film is substantially composed only of a semiconductor, an inorganic oxide, and a dye, and a solid component other than these is a component constituting the porous film or a component mixed with the porous film. Is not contained inside the porous membrane.

多孔質半導体粒子層が実質的に半導体と無機酸化物と色素のみから構成されるとは、半導体と無機酸化物と色素が該粒子層の形成に必要な主たる構成要素であり、これらの構成要素の合計質量が該粒子層の全固形分質量にほぼ等しいことを意味する。
粒子層に混入する可能性のある半導体と無機酸化物と色素の3種以外の固形分としては、例えば高分子樹脂や炭素材料などが挙げられる。
The fact that the porous semiconductor particle layer is substantially composed only of a semiconductor, an inorganic oxide, and a dye is that the semiconductor, the inorganic oxide, and the dye are main components necessary for the formation of the particle layer. Means that the total mass of is substantially equal to the total solid mass of the particle layer.
Examples of solids other than the semiconductor, inorganic oxide, and pigment that may be mixed in the particle layer include polymer resins and carbon materials.

本発明における多孔質半導体粒子層の好ましい形態は、半導体と無機酸化物と色素を除く固形分の質量が該粒子層の全質量に占める割合が3%未満であり、該粒子層において、層内を空孔が占める体積分率で示される空孔率が50%以上85%以下である。この空孔率は65%以上85%以下であるものが特に好ましい。また、半導体と無機酸化物と色素を除く固形分の質量が多孔性半導体粒子層の全質量に占める割合は1%未満が特に好ましい。   In the preferred form of the porous semiconductor particle layer in the present invention, the proportion of the solid content excluding the semiconductor, the inorganic oxide, and the dye is less than 3% of the total mass of the particle layer. The porosity shown by the volume fraction occupied by the pores is 50% or more and 85% or less. The porosity is particularly preferably 65% or more and 85% or less. Further, the ratio of the solid content excluding the semiconductor, the inorganic oxide, and the pigment to the total mass of the porous semiconductor particle layer is particularly preferably less than 1%.

この無機酸化物としては特に制限はなく、金属、アルカリ金属、遷移金属、希土類の酸化物、ランタノイド及びSi、P、Seなどの非金属の酸化物が含まれる。金属としては、例えば、Al、Ge、Sn、In、Sb、Tl、Pb、Biなど、アルカリ金属としては、例えば、Li、Mg、Ca、Sr、Baなどを挙げることができる。また、遷移金属としては、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、W、Os、Ir、Pt、Auなどを挙げることができる。   The inorganic oxide is not particularly limited, and includes metals, alkali metals, transition metals, rare earth oxides, lanthanoids, and nonmetallic oxides such as Si, P, and Se. Examples of the metal include Al, Ge, Sn, In, Sb, Tl, Pb, and Bi. Examples of the alkali metal include Li, Mg, Ca, Sr, and Ba. Examples of the transition metal include Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Ru, Pd, Ag, W, Os, Ir, Pt, and Au. .

本発明において半導体と無機酸化物が多孔質半導体粒子層の全質量に占める割合は、例えば次の方法によって計測することができる。すなわち、該多孔性粒子層をプラスチック支持体より脱離し、多孔性粒子層に含まれる粒子層構成成分以外の物質として、電解液などの構成成分に由来する液体成分や固形成分を、電解液を構成する溶媒を用いて洗い落とし粒子層の単体のみとし、粒子層を乾燥して全固形分の質量を計量する。   In the present invention, the ratio of the semiconductor and the inorganic oxide to the total mass of the porous semiconductor particle layer can be measured, for example, by the following method. That is, the porous particle layer is detached from the plastic support, and as a substance other than the particle layer constituent component contained in the porous particle layer, a liquid component or a solid component derived from a constituent component such as an electrolytic solution is used. The solvent is used to wash away only the particle layer, and the particle layer is dried and the total solid content is weighed.

該粒子層をアルコールやアセトニトリルなどの極性有機溶媒ならびにトルエンやクロロホルムなどの非極性有機溶媒によって十分に洗浄し有機物質を除去し、次いで、酸素雰囲気下もしくは空気中で粒子層を400℃以上で1時間以上加熱する。加熱後の残留分の質量を計量し、残留分の乾燥質量を全固形分質量で除した値が目的の固形分の割合である。   The particle layer is thoroughly washed with a polar organic solvent such as alcohol and acetonitrile and a nonpolar organic solvent such as toluene and chloroform to remove the organic substance, and then the particle layer is heated at 400 ° C. or higher in an oxygen atmosphere or in air. Heat for more than an hour. The value obtained by measuring the mass of the residue after heating and dividing the dry mass of the residue by the total solid mass is the target solid content ratio.

また、本発明において色素が多孔質半導体粒子層の全質量に占める割合は、例えば次の方法によって計測することができる。すなわち該粒子層をプラスチック支持体より脱離し、全質量を計量したのち、該粒子層を、水、メタノール、アセトニトリルなどの色素の溶出に有効な有機溶媒によって十分に洗浄し、色素を粒子層から脱離させ、粒子層を色素の色がほとんど残らない程度まで洗浄する。色素を含む洗浄溶液からエバポレーションによって溶媒を除去した後、残留する色素の乾燥質量を計量する。色素の乾燥質量を全固形分質量で除した値が目的の色素の割合である。   In the present invention, the ratio of the dye to the total mass of the porous semiconductor particle layer can be measured, for example, by the following method. That is, after the particle layer is detached from the plastic support and the total mass is weighed, the particle layer is sufficiently washed with an organic solvent effective for elution of the pigment such as water, methanol, and acetonitrile, and the pigment is removed from the particle layer. Detach and wash the particle layer to such an extent that the color of the dye hardly remains. After removing the solvent from the washing solution containing the dye by evaporation, the dry mass of the remaining dye is weighed. A value obtained by dividing the dry mass of the pigment by the total solid mass is the ratio of the target pigment.

また、こうして求められる半導体と無機酸化物の割合と色素の割合の合計を1から減じたものが、半導体と無機酸化物と色素を除く固形分の質量が該粒子層の全質量に占める割合として求められる。半導体と無機酸化物と色素を除く固形分として含まれるものには、例えば、高分子樹脂や炭素材料などが挙げられる。   Further, the total of the ratio of the semiconductor and inorganic oxide and the dye thus obtained is reduced from 1 as the ratio of the solid content excluding the semiconductor, the inorganic oxide and the dye to the total mass of the particle layer. Desired. What is contained as solid content except a semiconductor, an inorganic oxide, and a pigment | dye includes a polymeric resin, a carbon material, etc., for example.

本発明のフィルム電池の多孔性半導体層は、その表面において網目状に連結したクラックのネットワークが入った特徴的な構造をもつのが好ましい。クラックとは二次元的に広がり連続する多孔性半導体膜に生じた亀裂であり、この亀裂は前記の連続する半導体膜と同一の物性(結晶性、組成)あるいは異なった物性の無機の構造体によって埋められている。このような構造は、多孔性膜に適度な柔軟性を与え、多孔性膜がフレキシブルなプラスチック支持体から剥離することを防止する。   The porous semiconductor layer of the film battery of the present invention preferably has a characteristic structure containing a network of cracks connected in a mesh pattern on the surface. A crack is a crack generated in a continuous porous semiconductor film spread two-dimensionally. This crack is caused by an inorganic structure having the same physical properties (crystallinity, composition) or different physical properties as the continuous semiconductor film. Buried. Such a structure imparts moderate flexibility to the porous membrane and prevents the porous membrane from peeling from the flexible plastic support.

クラックのネットワークは規則的であっても、ランダムであってもよい。また、クラックを埋める物質は結晶性のものであっても、アモルファスのものであってもよい。クラックの間隙の平均の長さは0.1〜50μmの範囲、好ましくは2〜20μmの範囲である。クラックの間隙は色素の吸着によって増感されていてもよく、増感されていなくてもよい。   The network of cracks may be regular or random. The substance filling the cracks may be crystalline or amorphous. The average length of the crack gap is in the range of 0.1 to 50 μm, preferably in the range of 2 to 20 μm. The crack gap may or may not be sensitized by dye adsorption.

多孔質半導体粒子層は粒径分布の異なる2種類以上の微粒子を含んでもよく、この場合小さい粒子の平均サイズは20nm以下が好ましい。この超微粒子に対して、光吸収を高める目的で平均粒径が200nmを越える大きな粒子を、質量割合として5〜30%の割合で添加することできる。   The porous semiconductor particle layer may contain two or more kinds of fine particles having different particle size distributions. In this case, the average size of the small particles is preferably 20 nm or less. Large particles having an average particle size exceeding 200 nm can be added to the ultrafine particles at a rate of 5 to 30% in order to increase light absorption.

上記のナノサイズをもつ半導体微粒子の作製法は公知の方法を用いて行うことができ、例えば「ゾル−ゲル法の科学」アグネ承風社(1998年)に記載されているゾル−ゲル法や、金属塩化物を酸水素塩中で高温加水分解により酸化物を作製する方法や、金属化合物を気相中、高温で熱分解して超微粒子とするいわゆる気相合成法などにより調製することができる。   The method for producing the above-mentioned nano-sized semiconductor fine particles can be carried out by using a known method. For example, the sol-gel method described in “Science of Sol-Gel Method”, Agne Jofusha (1998) It can be prepared by a method of producing an oxide by hydrolyzing a metal chloride in an oxyhydrogen salt or a so-called gas phase synthesis method in which a metal compound is thermally decomposed at a high temperature in a gas phase to form ultrafine particles. it can.

本発明の色素増感された多孔性半導体膜を担持した透明導電性プラスチック電極は、プラスチックの耐熱性の範囲内である低温条件下、例えば200℃以下、好ましくは150℃以下で半導体膜を形成する低温製膜の技術をもって作製される。このような低温製膜は、既に知られており、これら公知の方法、例えばプレス法、水熱分解法、泳動電着法、そしてポリマーなどのバインダー材料を用いない粒子分散液をコーティングして作製するバインダーフリーコーティング法などによって行うことができる。   The transparent conductive plastic electrode carrying the dye-sensitized porous semiconductor film of the present invention forms a semiconductor film at a low temperature within the range of the heat resistance of the plastic, for example, 200 ° C. or less, preferably 150 ° C. or less. It is manufactured with the technique of low temperature film formation. Such low-temperature film formation is already known, and is produced by coating these known methods, for example, a press method, a hydrothermal decomposition method, an electrophoretic electrodeposition method, and a particle dispersion without using a binder material such as a polymer. The binder-free coating method can be used.

これらの方法のうち、本発明に示すように不純物としての固形分含量を極めて低く抑える条件を達成するのに好ましい基本的な製膜方法は、水熱分解法、泳動電着法とバインダーフリーコーティング法である。これらのうちで、製造工程の簡便性から、バインダーフリーコーティング法が最も有利である。   Among these methods, as shown in the present invention, the basic film forming methods preferable for achieving the conditions for suppressing the solid content as an impurity to be extremely low are hydrothermal decomposition method, electrophoretic electrodeposition method and binder-free coating. Is the law. Of these, the binder-free coating method is the most advantageous because of the simplicity of the manufacturing process.

本発明に示すように不純物の固形分含量が1%以下となるためには、これらの製膜法に加えて製膜用の原料や前駆体化合物の残留物を分解・除去する手段として、半導体膜に対する紫外線照射、オゾン分解処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、マイクロ波照射処理、加熱処理などを後処理として付加するのが効果的である。   In order to reduce the solid content of impurities to 1% or less as shown in the present invention, in addition to these film forming methods, as a means for decomposing and removing film forming raw materials and precursor compound residues, semiconductors It is effective to add ultraviolet irradiation, ozonolysis treatment, plasma treatment, corona discharge treatment, microwave irradiation treatment, heat treatment, etc. to the film as post-treatment.

次に、多孔質半導体の増感に用いる色素分子としては、色素増感半導体にこれまで用いられてきた既知の増感材料が広く用いられる。このようなものとしては、例えばシアニン系、メロシアニン系、オキソノール系、キサンテン系、スクワリリウム系、ポリメチン系、クマリン系、リボフラビン系、ペリレン系などの有機色素、Ru錯体や金属フタロシアニン誘導体、金属ポルフィリン誘導体、クロロフィル誘導体などの錯体系色素などがある。そのほか「機能材料」、2003年6月号、第5〜18ページに記載されている合成色素と天然色素や、「ジャーナル・オブ・ケミカル・フィジックス(J.Chem.Phys.)」、B.第107巻、第597ページ(2003年)に記載されるクマリンを中心とする有機色素を用いることもできる。   Next, as a dye molecule used for sensitization of a porous semiconductor, known sensitizing materials that have been used for dye-sensitized semiconductors are widely used. Examples of such dyes include organic dyes such as cyanine, merocyanine, oxonol, xanthene, squarylium, polymethine, coumarin, riboflavin, and perylene, Ru complexes, metal phthalocyanine derivatives, metal porphyrin derivatives, There are complex dyes such as chlorophyll derivatives. In addition, synthetic dyes and natural dyes described in “Functional Materials”, June 2003, pages 5 to 18 and “Journal of Chemical Physics” (J. Chem. Phys.), B.C. An organic dye mainly composed of coumarin described in Vol. 107, page 597 (2003) can also be used.

本発明におけるイオン導電性電解質層としては、水系電解液、有機溶媒電解液、イオン性液体電解液(溶融塩電解液)などをイオン性電解液としたものを用いることができる。これらの電解液に含ませる酸化還元剤としては、I2とヨウ化物の組合せ(ヨウ化物としてはLiI、NaI、KIなどの金属ヨウ化物、あるいはテトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイドなど第四級アンモニウム化合物のヨウ素塩など)を含む電解液、Br2と臭化物の組合せ(臭化物としてはLiBr、NaBr、KBrなどの金属臭化物、あるいはテトラアルキルアンモニウムブロマイド、ピリジニウムブロマイドなど第四級アンモニウム化合物の臭素塩など)を含む電解液のほか、フェロシアン酸塩−フェリシアン酸塩やフェロセン−フェリシニウムイオンなどの金属錯体、ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオール−アルキルジスルフィドなどの硫黄化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノン−キノンなどを用いることができる。この中でもI2とLiIやピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイドなど第四級アンモニウム化合物のヨウ素塩を組み合わせた電解質が光電池として高い性能を出す点で好ましい。 As the ion conductive electrolyte layer in the present invention, an aqueous electrolyte, an organic solvent electrolyte, an ionic liquid electrolyte (molten salt electrolyte) or the like can be used. As an oxidation-reduction agent contained in these electrolyte solutions, a combination of I 2 and iodide (as iodide, metal iodide such as LiI, NaI, KI, etc., tetraalkylammonium iodide, pyridinium iodide, imidazolium iodide) Electrolyte containing iodine salt of quaternary ammonium compound such as id, etc., Br 2 and bromide combination (as bromide metal bromide such as LiBr, NaBr, KBr, etc., or quaternary ammonium such as tetraalkylammonium bromide, pyridinium bromide) Compound bromine salts), metal complexes such as ferrocyanate-ferricyanate and ferrocene-ferricinium ions, sulfur compounds such as sodium polysulfide and alkylthiol-alkyldisulfides, viologen dyes, Hide Rhoquinone-quinone and the like can be used. Among these, an electrolyte in which an iodine salt of a quaternary ammonium compound such as I 2 and LiI, pyridinium iodide, imidazolium iodide or the like is combined is preferable in terms of providing high performance as a photovoltaic cell.

有機溶媒電解液の溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、エチルアルコール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、ジオキサン、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテルなどのエーテル類、γ‐ブチロラクトン、α‐メチル‐γ‐ブチロラクトン、β‐メチル‐γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトン、3‐メチル‐γ‐バレロラクトンなどのラクトン類、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物、ジメチルスルホキシド、スルホランなど非プロトン極性物質、3‐メチル‐2‐オキサゾリジノンなどの複素環化合物などが用いられる。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上混合して用いてもよい。   Examples of the solvent for the organic solvent electrolyte include carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, alcohols such as ethyl alcohol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl ether, and polypropylene glycol monoalkyl ether. Polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, ethers such as dioxane, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, polyethylene glycol dialkyl ether, polypropylene glycol dialkyl ether, γ- Butyrolactone, α-methyl-γ Lactones such as butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 3-methyl-γ-valerolactone, nitrile compounds such as acetonitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, benzonitrile, dimethyl sulfoxide, sulfolane, etc. Heterocyclic compounds such as proton polar substances and 3-methyl-2-oxazolidinone are used. These may be used alone or in combination of two or more.

イオン性液体電解質としては、不揮発性と不燃性の点から、溶融塩電解液が最も好ましい。この溶融塩電解質としては、室温付近において液状となる室温溶融塩が好ましく、このようなものとしてはアルキルイミダゾリウム塩、例えばジメチルイミダゾリウム、メチルプロピルイミダゾリウム、メチルブチルイミダゾリウム、メチルヘキシルイミダゾリウムとそのヨウ化物などを挙げることができる。   As the ionic liquid electrolyte, a molten salt electrolyte is most preferable from the viewpoint of non-volatility and nonflammability. The molten salt electrolyte is preferably a room temperature molten salt that becomes liquid near room temperature, such as alkyl imidazolium salts such as dimethylimidazolium, methylpropylimidazolium, methylbutylimidazolium, and methylhexylimidazolium. The iodide etc. can be mentioned.

そのほか電解質として公知のピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩なども用いることができる。溶融塩は低粘度であり色素増感光電池に用いたときに高い性能をもたらすものとして、特開2002−190323号公報、特開2001−199961号公報、特開2001−196105号公報などに記載されている公知の溶融塩を用いることもできる。   In addition, known pyridinium salts, imidazolium salts, triazolium salts, and the like can be used as the electrolyte. The molten salt is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-190323, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-199961, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-196105, etc. as having a low viscosity and providing high performance when used in a dye-sensitized photovoltaic cell. It is also possible to use known molten salts.

さらに、本発明におけるイオン性液体電解質は、これにポリアクリロニトリルやポリフッ化ビニリデンのようなポリマーやオイルゲル化剤を添加したり、あるいはこの中でポリマーの架橋反応を行わせることによりゲル化若しくは固体化して使用することもできる。   Further, the ionic liquid electrolyte in the present invention is gelled or solidified by adding a polymer such as polyacrylonitrile or polyvinylidene fluoride or an oil gelling agent to the polymer or by causing a crosslinking reaction of the polymer therein. Can also be used.

また、オイルゲル化剤の添加によりゲル化する方法としては、分子構造中にアミド構造を有する化合物を用いる方法が好ましく、電解液をゲル化した例(特開平11−185863号公報)、溶融塩電解質をゲル化した例(特開2000−58140号公報)が知られているが、本発明においては、これらの公知方法の中から任意に選んで用いることができる。   Further, as a method of gelling by adding an oil gelling agent, a method using a compound having an amide structure in the molecular structure is preferable, and an example of gelling an electrolytic solution (JP-A-11-185863), a molten salt electrolyte In the present invention, any of these known methods can be arbitrarily selected and used in the present invention (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-58140).

本発明のフィルム型光電池のイオン導電性電解質層には、n型半導体、p型半導体などの固体材料を混合して用いることもできる。また、これらの固体材料を色素増感多孔性半導体フィルム電極と対極との間に挿入し、短絡防止層を形成させることもできる。   A solid material such as an n-type semiconductor or a p-type semiconductor can be mixed and used for the ion conductive electrolyte layer of the film type photovoltaic cell of the present invention. Moreover, these solid materials can be inserted between the dye-sensitized porous semiconductor film electrode and the counter electrode to form a short-circuit preventing layer.

さらに、電荷輸送材料として、イオン導電性電解質層に正孔輸送材料を併用することもでき、この場合は、p型無機化合物半導体が好ましい。このp型無機化合物半導体として好ましいのは一価の銅を含む化合物半導体であり、このようなものとしてはCuI、CuSCN、CuInSe2、Cu(In,Ga)Se2、CuGaSe2、Cu2O、CuS、CuGaS2、CuInS2、CuAlSe2などが挙げられる。この中でもCuI及びCuSCNが好ましく、CuIが特に好ましい。このほかのp型無機化合物半導体として、GaP、NiO、CoO、FeO、Bi23、MoO2、Cr23などを用いることもできる。 Further, as the charge transport material, a hole transport material can be used in combination with the ion conductive electrolyte layer. In this case, a p-type inorganic compound semiconductor is preferable. A compound semiconductor containing monovalent copper is preferable as the p-type inorganic compound semiconductor. Examples of such a semiconductor include CuI, CuSCN, CuInSe 2 , Cu (In, Ga) Se 2 , CuGaSe 2 , Cu 2 O, CuS, and the like CuGaS 2, CuInS 2, CuAlSe 2 . Among these, CuI and CuSCN are preferable, and CuI is particularly preferable. As other p-type inorganic compound semiconductors, GaP, NiO, CoO, FeO, Bi 2 O 3 , MoO 2 , Cr 2 O 3 and the like can be used.

本発明の多層構成のフィルム型光電池には所望に応じ、短絡防止のためのセパレータ層を含ませることもできる。このセパレータ層は、色素増感多孔性半導体フィルム電極と対極との間に挿入し、フレキシブルな電極である両極が物理的に接触することを防止することを目的とする。   If desired, the multilayer film type photovoltaic cell of the present invention can include a separator layer for preventing short circuit. This separator layer is inserted between the dye-sensitized porous semiconductor film electrode and the counter electrode, and aims to prevent physical contact between both electrodes, which are flexible electrodes.

セパレータ層を形成する材料は電気的に絶縁性の材料であり、その形体はフィルムの形体、粒子の形体、電解質層と一体化した形体のいずれであってもよいが、フィルム型のセパレータを用いることが好ましい。フィルムの形体で用いる場合、フィルムは電解液を透過する多孔性の膜、例えば樹脂フィルム、不織布、紙などの有機材料が用いられる。また、このような多孔性フィルムは表面を親水化処理してできる親水性のフィルムを用いることもできる。   The material forming the separator layer is an electrically insulating material, and the shape thereof may be any of a film shape, a particle shape, and a shape integrated with the electrolyte layer, but a film-type separator is used. It is preferable. When used in the form of a film, the film is made of a porous film that permeates the electrolytic solution, for example, an organic material such as a resin film, a nonwoven fabric, or paper. Such a porous film may be a hydrophilic film formed by hydrophilizing the surface.

このフィルムの厚みは80μm以下であることが必要であり、好ましくは5〜50μm、さらに好ましくは5〜25μmの範囲である。このフィルムとしては空孔率が50〜85%のものを用いることが必要である。   The thickness of this film needs to be 80 μm or less, preferably 5 to 50 μm, and more preferably 5 to 25 μm. It is necessary to use a film having a porosity of 50 to 85%.

粒子としては各種の無機材料、有機材料を用いることができる。無機材料としては、シリカ、アルミナ、フッ素系樹脂など、有機材料としてはナイロン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリイミドなどのビーズが好ましい。   Various inorganic materials and organic materials can be used as the particles. As the inorganic material, silica, alumina, fluorine resin and the like are preferable, and as the organic material, beads such as nylon, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyester and polyimide are preferable.

これらの粒子の平均粒径は、10〜50μmが好ましく、15〜30μmがさらに好ましい。セパレータが電解質と一体化する場合は、例えば、ポリマーなどによってゲル化した電解液、電解液中の化合物の架橋反応によって電解液を架橋して粘度を高めた電解液などが用いられる。これらのいわゆる擬固体化された電解液も広義のセパレータに含まれる。   The average particle size of these particles is preferably 10 to 50 μm, and more preferably 15 to 30 μm. When the separator is integrated with the electrolyte, for example, an electrolytic solution gelled with a polymer or the like, an electrolytic solution whose viscosity is increased by crosslinking the electrolytic solution by a crosslinking reaction of a compound in the electrolytic solution, and the like are used. These so-called quasi-solidified electrolytes are also included in a broad sense.

本発明のフィルム型光電池の対極は、色素増感多孔性半導体フィルム電極と同様に、導電性のフィルム電極が用いられる。対極の支持体はプラスチックフィルムであることが好ましく、前記の色素増感多孔性半導体フィルム電極に記載した好ましい支持体と同様のプラスチック支持体が用いられる。対極は、用途によって光学的に透明であっても不透明であってもよく、透明な光電池を作製しようとする場合には対極も透明とする必要がある。   As the counter electrode of the film type photovoltaic cell of the present invention, a conductive film electrode is used in the same manner as the dye-sensitized porous semiconductor film electrode. The support for the counter electrode is preferably a plastic film, and a plastic support similar to the preferred support described in the dye-sensitized porous semiconductor film electrode is used. The counter electrode may be optically transparent or opaque depending on the application, and the counter electrode needs to be transparent when it is intended to produce a transparent photovoltaic cell.

対極の導電層には、白金、金、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム、インジウムなどの金属、炭素又は導電性金属酸化物、インジウム−スズ複合酸化物(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)などの導電性金属酸化物を導電材料として用いることができる。この中でも白金、ITO、FTOが耐腐食性に優れる点で好ましい。   For the conductive layer of the counter electrode, metals such as platinum, gold, silver, copper, aluminum, magnesium, indium, carbon or conductive metal oxide, indium-tin composite oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), etc. The conductive metal oxide can be used as a conductive material. Among these, platinum, ITO, and FTO are preferable in terms of excellent corrosion resistance.

導電層の表面には、色素増感多孔性半導体フィルム電極と同様に、集電のための補助リード線を設けることができる。このような補助リード線が設けられた対極を含めて、対極の好ましい表面抵抗の範囲は3Ω/□以下、好ましくは1Ω/□以下である。対極の表面は、電解液との接触に対して化学的に安定な材料で被覆されていることが好ましく、特に炭素材料、導電性高分子、白金、酸化スズ、酸化亜鉛から選ばれる1種以上の材料によって被覆されていることが好ましい。   Similar to the dye-sensitized porous semiconductor film electrode, an auxiliary lead wire for collecting current can be provided on the surface of the conductive layer. The range of the preferred surface resistance of the counter electrode including the counter electrode provided with such an auxiliary lead wire is 3Ω / □ or less, preferably 1Ω / □ or less. The surface of the counter electrode is preferably coated with a material that is chemically stable with respect to contact with the electrolytic solution, and in particular one or more selected from carbon materials, conductive polymers, platinum, tin oxide, and zinc oxide. It is preferable to be coated with the material.

対極として最も好ましいものは、表面抵抗値が1Ω/□以下の導電性プラスチックフィルムであり、イオン導電層と接する対極の表面を炭素材料、導電性高分子、白金、酸化スズ、酸化亜鉛から選ばれる1種以上の材料によって被覆する。   The most preferable counter electrode is a conductive plastic film having a surface resistance value of 1Ω / □ or less, and the surface of the counter electrode in contact with the ion conductive layer is selected from a carbon material, a conductive polymer, platinum, tin oxide, and zinc oxide. Cover with one or more materials.

本発明のフィルム型光電池は、用途によって透明としてもよいし、不透明としてもよい。透明電池とする場合は、対極に透明な電極を用いる必要がある。不透明とする場合は、対極に不透明な電極が用いられる。エネルギー変換効率が高く、光吸収率の高い電池の作製においては、対極が不透明なフィルムからなることが好ましい。   The film type photovoltaic cell of the present invention may be transparent or opaque depending on the application. When a transparent battery is used, it is necessary to use a transparent electrode for the counter electrode. When it is opaque, an opaque electrode is used as the counter electrode. In the production of a battery having high energy conversion efficiency and high light absorption rate, the counter electrode is preferably made of an opaque film.

また、比較的高い光発電機能と同時に光透過性をもつ電池を作製する場合は、フィルム型光電池の波長400〜800nmの範囲においての最大の光透過率を示すものが10%以上であり、光電池が可視光に対して透明性を示すことが好ましい。光透過率は波長400nmから800nmの範囲において最大で40%以上であることがさらに好ましい。   In the case of producing a battery having light transmission properties at the same time as a relatively high photovoltaic power generation function, a film-type photovoltaic cell exhibiting a maximum light transmittance in a wavelength range of 400 to 800 nm is 10% or more. Preferably exhibits transparency to visible light. More preferably, the light transmittance is at most 40% in the wavelength range of 400 nm to 800 nm.

本発明のフィルム型光電池は、用途によって美的デザイン性を付加するために、カラフルな外観とすることができる。この場合、色素増感された多孔性半導体膜を担持する透明導電性プラスチック支持体において、色素増感された多孔性半導体膜の表面が2色以上にわたって異なった色彩をもって色素増感されているのが好ましい。   The film type photovoltaic cell of the present invention can have a colorful appearance in order to add aesthetic design depending on the application. In this case, in the transparent conductive plastic support carrying the dye-sensitized porous semiconductor film, the surface of the dye-sensitized porous semiconductor film is dye-sensitized with two or more different colors. Is preferred.

また、色素増感された多孔性半導体膜の表面は、3色以上にわたって異なった色彩をもって色素増感されているのが好ましい。特に、カラフルな印刷を目的として、イエロー系色、マゼンタ系色、シアン系色の3色を色要素として含んで増感されているのが好ましい。   The surface of the dye-sensitized porous semiconductor film is preferably dye-sensitized with different colors over three or more colors. In particular, for the purpose of colorful printing, it is preferable that sensitization is performed by including three colors of yellow, magenta and cyan as color elements.

本発明のフィルム型光電池には、上記の基本的層構成に加えて所望に応じさらに各種の層を設けることができる。例えば導電性プラスチック支持体と多孔性半導体層の間に緻密な半導体の薄膜層を下塗り層として設けることができる。   In addition to the above basic layer configuration, the film type photovoltaic cell of the present invention can be further provided with various layers as desired. For example, a dense semiconductor thin film layer can be provided as an undercoat layer between the conductive plastic support and the porous semiconductor layer.

下塗り層として好ましいのは金属酸化物であり、たとえばTiO2、SnO2、Fe23、WO3、ZnO、Nb25などである。下塗り層は、例えばElectrochim.Acta 40、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塗設することができる。 A metal oxide is preferable as the undercoat layer, and examples thereof include TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , ZnO, and Nb 2 O 5 . The undercoat layer is, for example, Electrochim. In addition to the spray pyrolysis method described in Acta 40, 643-352 (1995), it can be applied by sputtering or the like.

下塗り層の好ましい膜厚は5〜100nmである。また、光電極として作用する多孔性半導体電極と対極の一方又は両方の外側表面、導電層と基板の間又は基板の中間に、保護層、反射防止層、ガスバリアー層などの機能性層を設けてもよい。これらの機能性層は、その材質に応じて塗布法、蒸着法、貼り付け法などによって形成することができる。   The preferred thickness of the undercoat layer is 5 to 100 nm. In addition, a functional layer such as a protective layer, an antireflection layer, or a gas barrier layer is provided on the outer surface of one or both of the porous semiconductor electrode and the counter electrode acting as a photoelectrode, between the conductive layer and the substrate, or in the middle of the substrate. May be. These functional layers can be formed by a coating method, a vapor deposition method, a bonding method, or the like depending on the material.

本発明のフィルム型光電池の全体の厚さは、機械的フレキシブル性と性能安定性を保証する目的から、150μm以上500μm以下、好ましくは250μm以上450μm以下である。   The total thickness of the film type photovoltaic cell of the present invention is 150 μm or more and 500 μm or less, preferably 250 μm or more and 450 μm or less for the purpose of ensuring mechanical flexibility and performance stability.

本発明によって,エネルギー変換効率と機械的安定性に優れた大面積でフレキシブルなフィルム型の色素増感光電池が得られる。   According to the present invention, a large-area flexible film-type dye-sensitized photocell excellent in energy conversion efficiency and mechanical stability can be obtained.

次に本発明を実施するための最良の形態を実施例として示す。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described as examples.

(1)導電性プラスチック電極の調製
透明導電性プラスチックフィルムとして、ITOを導電膜として担持したフィルム厚み125μm、表面抵抗10Ω/□のポリエチレンナフタレート(PEN)を用いた。この導電性フィルムの表面抵抗を下げるために、銀分散ペーストを塗布する方法で、ITO膜上に線幅60〜180μm、厚さ20μmの銀の集電用補助リード線を10mmの間隙で平行線状にパターニングした。これらの銀パターンの上に、ポリエステル樹脂を保護膜として幅250μmで塗布して銀線を完全に保護した。銀の線幅を変えることによって、得られたパターン入り導電性ITO−PENフィルムの表面抵抗は0.5〜7Ω/□まで変化した。
(1) Preparation of Conductive Plastic Electrode As a transparent conductive plastic film, polyethylene naphthalate (PEN) having a film thickness of 125 μm and a surface resistance of 10Ω / □ supporting ITO as a conductive film was used. In order to reduce the surface resistance of this conductive film, a silver dispersed paste is applied to a silver current collecting auxiliary lead wire having a line width of 60 to 180 μm and a thickness of 20 μm on the ITO film in parallel with a gap of 10 mm. Patterning. On these silver patterns, a polyester resin was applied as a protective film with a width of 250 μm to completely protect the silver wire. By changing the line width of silver, the surface resistance of the obtained patterned conductive ITO-PEN film was changed from 0.5 to 7Ω / □.

(2)薄膜作製
(a)バインダーフリーコーティング法による薄膜作製
昭和電工製のルチル、アナターゼ混合型の結晶性の二酸化チタンナノ粒子(平均粒径20nm)を超純水とイソプロピルアルコールを用いて十分に洗浄した後、tert−ブチルアルコール(純度99.5%以上)とアセトニトリル(純度99.5%以上)の9:1の混合溶媒100mlに30gを撹拌分散し、この分散液に粒径5nmの二酸化チタン粒子を水とエチルアルコールの混合溶媒に分散した酸性のゾル液(濃度8質量%)を10質量%添加し、得られた混合分散液を自転/公転併用式のミキシングコンディショナーを使って均一に混合し、粘性のペーストを調製した。このチタニアペーストを、ITO−PETフィルムのITO 面にドクターブレード法によって塗布し、40℃で20分乾燥し、多孔性の粒子層を形成した。
(2) Preparation of thin film (a) Preparation of thin film by binder- free coating method Washed rutile and anatase mixed crystalline titanium dioxide nanoparticles (average particle size 20 nm) made by Showa Denko using ultrapure water and isopropyl alcohol. After that, 30 g was stirred and dispersed in 100 ml of a 9: 1 mixed solvent of tert-butyl alcohol (purity 99.5% or more) and acetonitrile (purity 99.5% or more), and titanium dioxide having a particle diameter of 5 nm was dispersed in this dispersion. Add 10% by weight of acidic sol (concentration: 8% by weight) in which particles are dispersed in a mixed solvent of water and ethyl alcohol, and mix the resulting dispersion evenly using a mixing conditioner of both rotation and revolution. A viscous paste was prepared. This titania paste was applied to the ITO surface of the ITO-PET film by a doctor blade method and dried at 40 ° C. for 20 minutes to form a porous particle layer.

次いで、粒子層の純度を高めるために、粒子層を120℃のもとで、100Wの低圧水銀灯紫外線光源のUV光に10分間露光して、クリーニング処理を行った。このようにして、平均厚みが10μmの多孔性半導体フィルム電極を作製した。
なお、比較実験として、上記の粒子洗浄工程とUV光処理を行わないで製膜を行ったものと、塗布の分散液に、半導体粒子以外の固形分として平均分子量が2万のポリエチレングリコール(PEG)の粉末を微量添加したものを塗布、加熱乾燥させた低純度の多孔性膜を担持したITO−PETフィルムも作製した。
Next, in order to increase the purity of the particle layer, the particle layer was exposed to UV light from a 100 W low-pressure mercury lamp ultraviolet light source at 120 ° C. for 10 minutes to perform a cleaning process. Thus, a porous semiconductor film electrode having an average thickness of 10 μm was produced.
As a comparative experiment, a polyethylene glycol (PEG) having an average molecular weight of 20,000 as a solid content other than semiconductor particles was added to the dispersion obtained by performing the film washing without performing the particle cleaning step and the UV light treatment. An ITO-PET film carrying a low-purity porous film coated with a small amount of the above powder and dried by heating was also produced.

(b)泳動電着法による薄膜作製
上記で用いた結晶性二酸化チタンのナノ粒子を、アセトニトリル(純度99.5%以上)とtert‐ブチルアルコール(純度99.5%以上)の1:9の混合溶媒に0.030g/mlの添加量で分散し、超音波で3分間処理した。この分散液をITO−PENフィルム基板電極と導電性酸化スズガラス電極を並行に対向させた間隙(距離0.4mm)に注入して、ITO−PENフィルム基板電極に導電性酸化スズガラス電極を対極として−30VのDC電圧を45秒間印加して、泳動電着を行った。この方法によって、フィルム電極上に、平均厚さが6μmの多孔性二酸化チタンの電着膜が形成された。
(B) Thin Film Preparation by Electrophoretic Electrodeposition The crystalline titanium dioxide nanoparticles used above were prepared in a 1: 9 ratio of acetonitrile (purity 99.5% or higher) and tert-butyl alcohol (purity 99.5% or higher). The mixture was dispersed in a mixed solvent at an addition amount of 0.030 g / ml and treated with ultrasonic waves for 3 minutes. This dispersion was injected into a gap (distance 0.4 mm) in which the ITO-PEN film substrate electrode and the conductive tin oxide glass electrode were faced in parallel, and the conductive tin oxide glass electrode was used as the counter electrode to the ITO-PEN film substrate electrode. Electrophoretic deposition was performed by applying a DC voltage of 30 V for 45 seconds. By this method, an electrodeposited film of porous titanium dioxide having an average thickness of 6 μm was formed on the film electrode.

同様な方法によって、この電着膜の上に、さらに2回目の泳動電着を行い、平均厚さが9μmの多孔性半導体フィルム電極を作製した。この多孔性電着膜に対して、二酸化チタンの前駆体であるチタン水酸化物を含有する酸性のゾル液(濃度6質量%)を含浸させ、120℃のホットプレート上で20分間加熱処理を行った。   By the same method, a second electrophoretic electrodeposition was performed on this electrodeposition film to produce a porous semiconductor film electrode having an average thickness of 9 μm. This porous electrodeposition film is impregnated with an acidic sol solution (concentration: 6% by mass) containing titanium hydroxide, which is a precursor of titanium dioxide, and is subjected to heat treatment on a 120 ° C. hot plate for 20 minutes. went.

次に粒子層の純度を高めるために、13W低圧水銀灯とオゾン発生器を使ったUV光/オゾン処理を粒子層に対して120℃のもとで20分間行った。このようにして、平均厚みが10μmの多孔性半導体フィルム電極を作製した。
なお、比較実験として、上記の粒子洗浄工程とUV光/オゾン処理を行わないで製膜を行ったフィルム電極も調製した。
Next, in order to increase the purity of the particle layer, UV light / ozone treatment using a 13 W low-pressure mercury lamp and an ozone generator was performed on the particle layer at 120 ° C. for 20 minutes. Thus, a porous semiconductor film electrode having an average thickness of 10 μm was produced.
As a comparative experiment, a film electrode was also prepared in which film formation was performed without performing the particle cleaning step and the UV light / ozone treatment.

以上の方法でフィルム上に形成した多孔性半導体の二酸化チタン層の表面を、デジタルマイクロスコープによって観察した。この結果、(a)の方法においては塗布に用いた二酸化チタン粒子分散液の濃度に依存して、また(b)の方法においては、泳動電着の電圧条件ならびに伝着用分散液の濃度に依存して、多孔性半導体層の表面に、間隙のサイズが1〜50μmのクラックが生じていることが認められた。クラックは二次元的にメッシュ状に繋がって膜面の全面に広がる特徴を示した。このクラックは、製膜の条件に依存して、発生しなくなり、またサイズが変化するとともに個別の発生からメッシュ状に繋がる構造まで分布状態が変化した。   The surface of the titanium dioxide layer of the porous semiconductor formed on the film by the above method was observed with a digital microscope. As a result, the method (a) depends on the concentration of the titanium dioxide particle dispersion used for coating, and the method (b) depends on the voltage conditions for electrophoretic electrodeposition and the concentration of the electrophoretic dispersion. Thus, it was recognized that cracks having a gap size of 1 to 50 μm were generated on the surface of the porous semiconductor layer. The cracks were two-dimensionally connected in a mesh shape and showed the characteristic of spreading over the entire film surface. This crack does not occur depending on the conditions of film formation, and the distribution changes from individual generation to a structure connected in a mesh shape as the size changes.

(3)色素増感フィルム電極の作製
波長400〜800nmに光学吸収をもつRu錯体色素を、アセトニトリル:t‐ブタノール(1:1)の混合溶媒に濃度3×10-4モル/リットルに溶解した色素溶液に上記の多孔性半導体フィルム電極基板を浸漬して、撹拌下40℃で30分放置して、色素吸着を完了し、色素増感ITO−PENフィルム電極を作製した。
(3) Preparation of dye-sensitized film electrode A Ru complex dye having optical absorption at a wavelength of 400 to 800 nm was dissolved in a mixed solvent of acetonitrile: t-butanol (1: 1) at a concentration of 3 × 10 −4 mol / liter. The porous semiconductor film electrode substrate was immersed in the dye solution and allowed to stand at 40 ° C. for 30 minutes with stirring to complete the dye adsorption, thereby preparing a dye-sensitized ITO-PEN film electrode.

(4)対極の調製
透明導電性プラスチックフィルムとして、ITOを導電膜として担持したフィルム厚み188μm、表面抵抗12Ω/□のポリエチレンテレフタレート(PET)を用いた。この導電性フィルムの表面抵抗を下げるために、銀分散ペーストを塗布する方法で、ITO膜状に線幅200μm、厚さ20μmの銀の集電用補助リード線を4mmの間隙で平行線状にパターニングした。これらの銀パターンの上に、ポリエステル樹脂を保護膜として幅200μmで塗布して銀線を完全に保護した。得られたパターン入り導電性ITO−PETフィルムは、開口率が95%、パターン部分を含めた光透過率は76%となった。この対極の表面抵抗は0.9Ω/□となった。
(4) Preparation of counter electrode As a transparent conductive plastic film, polyethylene terephthalate (PET) having a film thickness of 188 μm and a surface resistance of 12 Ω / □ supporting ITO as a conductive film was used. In order to reduce the surface resistance of the conductive film, a silver dispersion paste is applied to form an ITO film-like auxiliary lead wire for collecting current with a line width of 200 μm and a thickness of 20 μm in parallel lines with a gap of 4 mm. Patterned. On these silver patterns, a polyester resin was applied as a protective film with a width of 200 μm to completely protect the silver wire. The resulting patterned conductive ITO-PET film had an aperture ratio of 95% and a light transmittance including the pattern portion of 76%. The surface resistance of this counter electrode was 0.9Ω / □.

また、上記の透明型対極に対して、不透明型の対極も調製した。上記のITO−PETフィルムに真空低温スパッタリング法によって、厚みが90nmの白金の薄膜を担持させた。この対極は不透明であり、表面抵抗は0.5Ω/□となった。   Further, an opaque counter electrode was also prepared with respect to the transparent counter electrode. A platinum thin film having a thickness of 90 nm was supported on the ITO-PET film by vacuum low-temperature sputtering. The counter electrode was opaque and the surface resistance was 0.5Ω / □.

(5)セパレータの調製
短絡防止用のセパレータフィルムとして、ポリエチレン不織布からなる空孔率が60%、厚みが10μmの多孔性フィルムを用い、このフィルムの表面を、13W低圧水銀灯とオゾン発生器を使ったUV/オゾン処理によって親水化処理を行った。
(5) Preparation of separator As a separator film for preventing short circuit, a porous film made of polyethylene nonwoven fabric with a porosity of 60% and a thickness of 10 μm was used. The surface of this film was used with a 13 W low-pressure mercury lamp and an ozone generator. Hydrophilic treatment was performed by UV / ozone treatment.

(6)フレキシブルなフィルム型光電池の製造
色素吸着した半導体層をITO−PENフィルムから掻き落として、受光面積40cm2(5cm×8cm)の長方形の受光層を形成した。この電極に対して、対極の透明型銀パターン化ITO−PETフィルムもしくは不透明型の白金蒸着ITO−PETフィルムを、上記のセパレータフィルムを挿入して重ね合わせ、セパレータフィルムが挿入された間隙に毛管効果によって50℃のもとで電解液を注液した。電解液として、メチルブチルイミダゾリウムアイオダイド、メチルエチルイミダゾリウムテトラフルオロボレイト、tert‐ブチルピリジン、ヨウ素の質量比6:4:1:0.2の組成から成る室温溶融塩を用いた。このように作製したサンドイッチ型のフィルム電池のエッジ部にエポキシ系の熱効果型シール材を注入し、110℃で20分間硬化処理を行った。このようにして組み立てた名刺サイズのフィルム型光電池は厚さが380μm、重さが2.2gとなった。
(6) Production of flexible film type photovoltaic cell The semiconductor layer adsorbed with the dye was scraped off from the ITO-PEN film to form a rectangular light receiving layer having a light receiving area of 40 cm 2 (5 cm × 8 cm). A transparent silver patterned ITO-PET film or an opaque platinum-deposited ITO-PET film as a counter electrode is superimposed on this electrode by inserting the above separator film, and the capillary effect is inserted in the gap where the separator film is inserted. The electrolyte was injected at 50 ° C. As an electrolytic solution, a room temperature molten salt having a composition of methyl butyl imidazolium iodide, methyl ethyl imidazolium tetrafluoroborate, tert-butyl pyridine and iodine in a mass ratio of 6: 4: 1: 0.2 was used. An epoxy thermal effect type sealing material was injected into the edge portion of the sandwich type film battery thus produced, and a curing treatment was performed at 110 ° C. for 20 minutes. The film-type photovoltaic cell of the business card size thus assembled has a thickness of 380 μm and a weight of 2.2 g.

(7)フィルム型光電池の光電変換特性
500Wのキセノンランプを装着した太陽光シミュレーター用を用いて、上記のフィルム型光電池に対し、入射光強度が100mW/cm2のAM1.5模擬太陽光を、色素増感半導体フィルム電極側から照射した。電池は恒温装置のステージ上に密着して固定し、照射中の素子の温度を30℃に制御した。電流電圧測定装置(ケースレー製ソースメータ2400型)を用いて、素子に印加するDC電圧を10mV/秒の定速でスキャンし、素子の出力する光電流を計測することにより、光電流−電圧特性を測定した。これにより求められた上記の各種素子の光電流密度(Jsc)、開放回路起電力(Voc)、エネルギー変換効率(η)を、セルの構成要素の内容とともに表1に示す。
(7) Photoelectric conversion characteristics of film-type photovoltaic cell AM1.5 simulated sunlight with an incident light intensity of 100 mW / cm 2 is applied to the above-mentioned film-type photovoltaic cell using a solar simulator for a 500 W xenon lamp. Irradiated from the dye-sensitized semiconductor film electrode side. The battery was fixed in close contact with the stage of the thermostat, and the temperature of the element during irradiation was controlled at 30 ° C. Using a current-voltage measuring device (Keutley source meter 2400 type), the DC voltage applied to the device is scanned at a constant speed of 10 mV / second, and the photocurrent output from the device is measured, thereby providing a photocurrent-voltage characteristic. Was measured. Table 1 shows the photocurrent density (Jsc), open circuit electromotive force (Voc), and energy conversion efficiency (η) of the above-described various elements together with the contents of the cell components.

(8)フィルムの折り曲げによる半導体膜の耐剥離性
上記のように組み立てたフィルム型光電池を曲率0.1〜0.5cm-1まで機械的に曲げる疲労試験を行い、曲げの後に、フィルム型光電池を分解して、色素増感多孔質半導体層の剥離の状態を目視によって判定した。
(8) Peeling resistance of semiconductor film by bending of film A fatigue test is performed by mechanically bending the film type photovoltaic cell assembled as described above to a curvature of 0.1 to 0.5 cm −1 , and after bending, the film type photovoltaic cell The state of peeling of the dye-sensitized porous semiconductor layer was visually determined.

Figure 0004576544
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表1の結果から、以下のことが明らかである。
1)色素増感電極の導電性フィルムの表面抵抗を低くすることでエネルギー変換効率は顕著に増加し、3Ω/□以下において4%以上の高い効率が得られる。この効果は光電流−電圧特性においてフィルファクター(FF)の増加に由来する効果であった(セル番号1〜5)。
From the results in Table 1, the following is clear.
1) The energy conversion efficiency is remarkably increased by lowering the surface resistance of the conductive film of the dye-sensitized electrode, and a high efficiency of 4% or more can be obtained at 3Ω / □ or less. This effect was derived from an increase in the fill factor (FF) in the photocurrent-voltage characteristics (cell numbers 1 to 5).

2)セパレータフィルムを装着しないフィルム電池では短絡などの故障によって性能が出ないか、あるいは効率が著しく低下する(セル番号6〜10)。これは、フレキシブル性をもつフィルム型電池特有の問題である。また、電池の曲げによる半導体層の剥離も起こりやすくなる傾向が見出された。 2) In a film battery without a separator film, performance does not appear due to a failure such as a short circuit or the efficiency is remarkably reduced (cell numbers 6 to 10). This is a problem peculiar to a film type battery having flexibility. Further, it has been found that the semiconductor layer tends to be peeled off due to bending of the battery.

3)半導体膜にクラックのネットワークを生じていない電池は、機械的曲げによって半導体膜が割れてフィルムから剥離し、機械的安定性に問題の有ることが判明した(セル番号11,12)。 3) It was found that a battery having no crack network in the semiconductor film had a problem in mechanical stability because the semiconductor film was broken by mechanical bending and peeled off from the film (cell numbers 11 and 12).

4)表面抵抗の十分に低い電極を用いた場合でも、多孔性半導体膜に占める半導体、無機酸化物、色素以外の固形分の含率が増加すると、エネルギー変換効率が低下する。特に、1%以上の系では低下が顕著であり、3%以上の系では効率の落ち込みはさらに顕著となる(セル番号13〜16)。すなわち、半導体の純度の高い多孔性膜を用いることによって高い電池性能が得られる。 4) Even when an electrode having a sufficiently low surface resistance is used, if the solid content other than the semiconductor, inorganic oxide, and pigment in the porous semiconductor film increases, the energy conversion efficiency decreases. In particular, the decrease is remarkable in the system of 1% or more, and the drop in efficiency becomes more remarkable in the system of 3% or more (cell numbers 13 to 16). That is, high battery performance can be obtained by using a porous membrane having high semiconductor purity.

5)多孔性半導体粒子層の空孔率が低下すると効率が低下し、また機械的曲げによる剥離性が増える傾向がある。後者は粒子層が固くなりフレキシビリティーが低下することに起因する。効率の低下は空孔率低下によって半導体層の有効表面積が減るためと考えられる(セル番号17〜20)。 5) When the porosity of the porous semiconductor particle layer decreases, the efficiency decreases, and the peelability due to mechanical bending tends to increase. The latter is due to the fact that the particle layer becomes hard and the flexibility is lowered. The decrease in efficiency is thought to be due to a decrease in the effective surface area of the semiconductor layer due to a decrease in porosity (cell numbers 17 to 20).

6)以上は不透明型の電池についての結果であるが、透明型電池(セル番号21〜28)についてもまったく同様な傾向が見出された。透明型電池においては、透過率の増加によって効率は単調に低下するが、これは性能の基本的な低下を意味するものではなく単に光吸収率の減少を反映した結果である。ユーザーにとっては、効率は目減りするが光透過性が付加価値として得られる点がメリットとなる。 6) The above is the result for the opaque battery, but the same tendency was found for the transparent batteries (cell numbers 21 to 28). In the transparent battery, the efficiency decreases monotonously due to the increase in transmittance, but this does not mean a basic decrease in performance, but merely reflects the decrease in light absorption. For the user, the efficiency is reduced, but the advantage is that light transmittance is obtained as an added value.

実施例1で用いたRu錯体色素に代えて、青色色素としてスクワリリウムシアニン誘導体(吸着体の吸収ピーク、660nm)、赤色色素としてエオシンY(吸着体の吸収ピーク、540nm)、黄色色素としてクマリン343(吸着体の吸収ピーク、440nm)を用いてバインダーフリーコーティング法によって形成した多孔性二酸化チタン層(面積60cm2)を色素増感させた。 Instead of the Ru complex dye used in Example 1, a squarylium cyanine derivative (adsorbent absorption peak, 660 nm) as a blue dye, eosin Y (adsorbent absorption peak, 540 nm) as a red dye, and coumarin 343 as a yellow dye. A porous titanium dioxide layer (area 60 cm 2 ) formed by the binder-free coating method using the absorption peak of the adsorbent (440 nm) was dye-sensitized.

このとき、色素溶液を含浸した樹脂のフェルトを二酸化チタン層の表面に40℃のもとで10分間押し付ける方法によって、面内の異なった箇所で青色、赤色、黄色の3色にわたって異なった色彩で色素増感を行い、カラフルな色素増感フィルム電極を作製した。このフィルム電極を実施例1の表1のセル5と同様な構成でフィルム型光電池に組み立てた。このカラフルな光電池は曲げによる耐剥離性にも優れ、エネルギー変換効率として3.1%を与えた。   At this time, the resin felt impregnated with the dye solution is pressed against the surface of the titanium dioxide layer at 40 ° C. for 10 minutes, so that different colors in three colors of blue, red, and yellow are obtained at different locations in the plane. Dye sensitization was performed to produce a colorful dye sensitized film electrode. This film electrode was assembled into a film-type photovoltaic cell with the same configuration as the cell 5 in Table 1 of Example 1. This colorful photovoltaic cell was also excellent in resistance to peeling due to bending and gave an energy conversion efficiency of 3.1%.

以上のように、本発明に開示する構成条件をもつフィルム型光電池ならびにフィルム型太陽電池は、30cm2以上の面積を有しながら高いエネルギー変換効率を与え、フレキシブル性に優れ、半導体膜の耐剥離性が高く、機械的に安定な光電池であることが示された。 As described above, the film-type photovoltaic cell and the film-type solar cell having the constituent conditions disclosed in the present invention provide high energy conversion efficiency while having an area of 30 cm 2 or more, excellent flexibility, and resistance to peeling of the semiconductor film. It was shown to be a highly stable and mechanically stable photovoltaic cell.

本発明によれば、太陽光エネルギー変換の効率に優れ、低コストでかつ環境循環性に優れ、環境負荷の低い色素増感型の機械的にフレキシブルなフィルム型光電池が提供され、これを利用することにより、光合成によるエネルギー変換を人工の植物模倣システムによって駆動させ、環境センシングやグリーンケミストリーに基づく環境循環システムの教育に活用することのできるロボットの提供が可能になる。   According to the present invention, there is provided a dye-sensitized mechanically flexible film-type photovoltaic cell that is excellent in the efficiency of solar energy conversion, low in cost, excellent in environmental circulation, and has a low environmental load. Thus, it is possible to provide a robot that can drive energy conversion by photosynthesis by an artificial plant imitation system and can be used for education of environmental circulation systems based on environmental sensing and green chemistry.

本発明のフィルム型光電池の1例の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of one example of the film type photovoltaic cell of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光電極フィルム支持体
2 透明導電層
3 色素増感多孔性半導体層
4 イオン導電性電解質層
5 対極導電層
6 セパレータ層
7 下塗り層
8 対極フィルム支持体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoelectrode film support 2 Transparent conductive layer 3 Dye sensitized porous semiconductor layer 4 Ion conductive electrolyte layer 5 Counter electrode conductive layer 6 Separator layer 7 Undercoat layer 8 Counter electrode film support

Claims (15)

色素増感された多孔質半導体粒子層を担持した透明導電性プラスチック支持体を一方の電極とし、これにイオン導電性電解質を介して対極を積層した構造をもつフィルム型光電池において、該透明導電性プラスチック支持体が、面内に集電用の導電性リード線を備え、表面抵抗3Ω/□以下を有するものであり、該色素増感された多孔質半導体粒子層が、バインダーフリーコーティング法により200℃以下で製膜された多孔質半導体粒子層に、紫外線照射、オゾン分解処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、および200℃以下での加熱処理のうちのいずれか一種または二種以上の処理を施されて形成され、かつ、該色素増感された多孔質半導体粒子層において、半導体と無機酸化物と色素を除く固形分の質量が、該粒子層の全質量に対し1%未満であるとともに、空孔率が50%以上85%以下であることを特徴とする機械的にフレキシブルなフィルム型光電池。 In a film-type photovoltaic cell having a structure in which a transparent conductive plastic support carrying a dye-sensitized porous semiconductor particle layer is used as one electrode and a counter electrode is laminated on the support through an ionic conductive electrolyte, the transparent conductive plastic support is provided with a conductive lead for current collection in the plane, which has a surface resistance 3 [Omega] / □ or less, the porous semiconductor particle layer is the color Motozo sense, the binder-free coating method 200 The porous semiconductor particle layer formed at a temperature of ℃ or lower is subjected to one or more of ultraviolet irradiation, ozonolysis treatment, plasma treatment, corona discharge treatment, and heat treatment at 200 ℃ or lower. In the porous semiconductor particle layer formed and sensitized with the dye, the mass of the solid content excluding the semiconductor, the inorganic oxide, and the dye is based on the total mass of the particle layer. With less than%, mechanically flexible film photovoltaic cell porosity is equal to or less than 85% 50%. 色素増感された多孔質半導体粒子層を担持した透明導電性プラスチック支持体を一方の電極とし、これにイオン導電性電解質を介して対極を、かつ支持体とイオン導電性電解質との間に短絡防止用セパレータ層を積層した構造をもつフィルム型光電池において、該透明導電性プラスチック支持体が、面内に集電用の導電性リード線を備え、表面抵抗3Ω/□以下を有するものであり、該色素増感された多孔質半導体粒子層が、バインダーフリーコーティング法により200℃以下で製膜された多孔質半導体粒子層に、紫外線照射、オゾン分解処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、および200℃以下での加熱処理のうちのいずれか一種または二種以上の処理を施されて形成され、かつ、該色素増感された多孔質半導体粒子層において、半導体と無機酸化物と色素を除く固形分の質量が、該粒子層の全質量に対し1%未満であるとともに、空孔率が50%以上85%以下であることを特徴とする機械的にフレキシブルなフィルム型光電池。 A transparent conductive plastic support carrying a dye-sensitized porous semiconductor particle layer is used as one electrode, and the counter electrode is short-circuited between the support and the ion conductive electrolyte via the ion conductive electrolyte. In a film type photovoltaic cell having a structure in which a separator layer for prevention is laminated, the transparent conductive plastic support is provided with a conductive lead wire for current collection in the surface and has a surface resistance of 3Ω / □ or less, The porous semiconductor particle layer obtained by forming the dye-sensitized porous semiconductor particle layer at 200 ° C. or less by the binder-free coating method is irradiated with ultraviolet rays, ozone decomposition treatment, plasma treatment, corona discharge treatment, and 200 ° C. In the porous semiconductor particle layer formed by performing any one or two or more of the following heat treatments and sensitizing the dye, Solids mass excluding inorganic oxide and dye, with less than 1% relative to the total weight of the particle layer, mechanically flexible porosity is equal to or less than 85% 50% Film type photovoltaic cell. 該透明導電性プラスチック支持体が表面抵抗1Ω/□以下である請求項1又は2記載のフィルム型光電池。   The film type photovoltaic cell according to claim 1 or 2, wherein the transparent conductive plastic support has a surface resistance of 1 Ω / □ or less. 色素増感された多孔質半導体粒子層が表面に網目状に連結したクラックのネットワークを有する構造である請求項1、2又は3記載のフィルム型光電池。 Film photovoltaic cell according to claim 1, wherein the dye-sensitized porous semiconductor particle layer is a structure having a crack network coupled in a network form on the surface. セパレータ層が厚み80μm以下の多孔性樹脂からなる請求項2ないしのいずれかに記載のフィルム型光電池。 The film type photovoltaic cell according to any one of claims 2 to 4 , wherein the separator layer is made of a porous resin having a thickness of 80 µm or less. セパレータ層が親水化処理されている請求項記載のフィルム型光電池。 The film type photovoltaic cell according to claim 5, wherein the separator layer is hydrophilized. 色素増感された多孔質半導体粒子層を担持する透明導電性プラスチック支持体において、導電性プラスチック支持体が連続した導電性支持体を形成する面積が30cm2以上である請求項1ないしのいずれかに記載のフィルム型光電池。 In the transparent conductive plastic support having thereon a dye-sensitized porous semiconductor particle layer, the area of conductive plastic support to form a the conductive support successive claims 1 to 6 is 30 cm 2 or more The film type photovoltaic cell according to any one of the above. 多孔性半導体粒子がチタン酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物及びこれらの複合体から選ばれる半導体の1種以上である請求項1ないしのいずれかに記載のフィルム型光電池。 The film type photovoltaic cell according to any one of claims 1 to 7 , wherein the porous semiconductor particles are one or more kinds of semiconductors selected from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide and a composite thereof. イオン性電解質が室温溶融塩を主体としてなる請求項1ないしのいずれかに記載のフィルム型光電池。 The film type photovoltaic cell according to any one of claims 1 to 8 , wherein the ionic electrolyte is mainly composed of a room temperature molten salt. 室温溶融塩がアルキルイミダゾリウム化合物からなる請求項記載のフィルム型光電池。 The film type photovoltaic cell according to claim 9, wherein the room temperature molten salt comprises an alkylimidazolium compound. 対極が表面抵抗が1Ω/□以下の導電性プラスチックフィルムであり、電荷輸送層と接する対極の表面が炭素材料、導電性高分子、白金、酸化スズ、酸化亜鉛から選ばれる1種以上の材料によって被覆されている請求項1ないし10のいずれかに記載のフィルム型光電池。 The counter electrode is a conductive plastic film having a surface resistance of 1Ω / □ or less, and the surface of the counter electrode in contact with the charge transport layer is made of one or more materials selected from carbon materials, conductive polymers, platinum, tin oxide, and zinc oxide. The film type photovoltaic cell according to any one of claims 1 to 10 , which is coated. 色素増感された多孔質半導体粒子層を担持する透明導電性プラスチック支持体が、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの中から選ばれる透明フィルムである請求項1ないし11のいずれかに記載のフィルム型光電池。 Transparent conductive plastic support having thereon a dye-sensitized porous semiconductor particle layer, the film-type photovoltaic cell according to any of claims 1 to 11 is a transparent film selected from polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate . 対極の導電性プラスチックフィルムを構成するプラスチック支持体が、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの中から選ばれる透明フィルムである請求項12記載のフィルム型光電池。 13. The film type photovoltaic cell according to claim 12 , wherein the plastic support constituting the conductive plastic film of the counter electrode is a transparent film selected from polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate. 波長400〜800nmの範囲においての最大の光透過率を示すものが10%以上である請求項1ないし13のいずれかに記載の透明なフィルム型光電池。 The transparent film type photovoltaic cell according to any one of claims 1 to 13 , wherein the maximum light transmittance in a wavelength range of 400 to 800 nm is 10% or more. 透明導電性プラスチック支持体の透過率が、波長500nmにおいて60%以上である請求項14記載の不透明なフィルム型光電池。 The opaque film type photovoltaic cell according to claim 14 , wherein the transmittance of the transparent conductive plastic support is 60% or more at a wavelength of 500 nm.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8039735B2 (en) 2004-01-30 2011-10-18 Teijin Dupont Films Japan Limited Laminated film for dye-sensitized solar cell and electrode for dye-sensitized solar cell, and process for their production
JP4627427B2 (en) * 2004-10-04 2011-02-09 シャープ株式会社 Dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell module
JP4969046B2 (en) * 2005-02-23 2012-07-04 京セラ株式会社 Photoelectric conversion device and photovoltaic device using the same
JP4887664B2 (en) * 2005-05-17 2012-02-29 ソニー株式会社 Method for producing porous structure and method for producing photoelectric conversion element
JP4446011B2 (en) * 2006-03-02 2010-04-07 学校法人東京理科大学 Method for producing photoelectrode for dye-sensitized solar cell, photoelectrode for dye-sensitized solar cell, and dye-sensitized solar cell
JP4808560B2 (en) * 2006-07-21 2011-11-02 株式会社豊田中央研究所 Titanium oxide particle-containing composition, method for producing photoelectrode, and method for producing solar cell
KR100839371B1 (en) * 2006-11-17 2008-06-19 삼성에스디아이 주식회사 Dye-sensitized solar cell
JP2008251518A (en) * 2007-03-02 2008-10-16 Tokyo Univ Of Science Method of manufacturing photo-electrode for dye-sensitized solar cell, photo-electrode for dye-sensitized solar cell, and dye-sensitized solar cell
BRPI0919906A2 (en) 2008-10-29 2016-02-16 Fujifilm Corp dye, photoelectric conversion element and photoelectrochemical cell each comprising the dye and the process for producing dye.
JP2010267480A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Nissha Printing Co Ltd Dye-sensitized solar cell equipped with design performance, and method of manufacturing the same
JP6017752B2 (en) * 2009-08-28 2016-11-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Glass scattering prevention power generation film
JP5524557B2 (en) 2009-09-28 2014-06-18 富士フイルム株式会社 Method for producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell
JP5620081B2 (en) 2009-09-28 2014-11-05 富士フイルム株式会社 Method for manufacturing photoelectric conversion element
JP5343242B2 (en) * 2010-12-20 2013-11-13 ペクセル・テクノロジーズ株式会社 Method for manufacturing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element and photovoltaic cell
JP2012186310A (en) 2011-03-04 2012-09-27 Three M Innovative Properties Co Photovoltaic power generation film
JP2014143333A (en) * 2013-01-25 2014-08-07 Ricoh Co Ltd Solid dye-sensitized solar cell and solid dye-sensitized solar cell module
JP5972811B2 (en) 2013-02-22 2016-08-17 富士フイルム株式会社 Photoelectric conversion element, method for producing photoelectric conversion element, and dye-sensitized solar cell
AU2014264719B2 (en) * 2013-05-06 2017-11-23 Greatcell Solar S.A. Organic-inorganic perovskite based solar cell

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000285977A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd Photoelectric conversion element and photocell
JP2003059549A (en) * 2001-06-29 2003-02-28 Aisin Seiki Co Ltd Electrochemical solar cell
JP2003123858A (en) * 2001-10-19 2003-04-25 Bridgestone Corp Organic dye sensitized metal oxide semiconductor electrode, and solar battery having the semiconductor electrode
JP2003142169A (en) * 2001-10-31 2003-05-16 Bridgestone Corp Semiconductor electrode of organic dye sensitized metal oxide and solar cell having the semiconductor electrode

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000285977A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd Photoelectric conversion element and photocell
JP2003059549A (en) * 2001-06-29 2003-02-28 Aisin Seiki Co Ltd Electrochemical solar cell
JP2003123858A (en) * 2001-10-19 2003-04-25 Bridgestone Corp Organic dye sensitized metal oxide semiconductor electrode, and solar battery having the semiconductor electrode
JP2003142169A (en) * 2001-10-31 2003-05-16 Bridgestone Corp Semiconductor electrode of organic dye sensitized metal oxide and solar cell having the semiconductor electrode

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