JP4637474B2 - Dye-sensitized solar cell - Google Patents

Dye-sensitized solar cell Download PDF

Info

Publication number
JP4637474B2
JP4637474B2 JP2003402550A JP2003402550A JP4637474B2 JP 4637474 B2 JP4637474 B2 JP 4637474B2 JP 2003402550 A JP2003402550 A JP 2003402550A JP 2003402550 A JP2003402550 A JP 2003402550A JP 4637474 B2 JP4637474 B2 JP 4637474B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
dye
weight
component
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003402550A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005166389A (en
Inventor
誠一 尾上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Kaken Co Ltd
Original Assignee
SK Kaken Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SK Kaken Co Ltd filed Critical SK Kaken Co Ltd
Priority to JP2003402550A priority Critical patent/JP4637474B2/en
Publication of JP2005166389A publication Critical patent/JP2005166389A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4637474B2 publication Critical patent/JP4637474B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

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

Description

本発明は、屋外環境下での使用に適した色素増感型太陽電池に関するものである。   The present invention relates to a dye-sensitized solar cell suitable for use in an outdoor environment.

近年、金属酸化物半導体を活用した光触媒技術に対して大きな関心が寄せられており、種々の研究が行われている。例えば、有害有機物の分解、大気汚染物質の除去、殺菌・抗菌等を目的とした分野において実用化検討が進んでいる。最近では、金属酸化物半導体の光起電力作用にも注目が集まっている。この光起電力作用を利用したものには、色素増感型太陽電池がある(特開2000−294814号公報(特許文献1)等)。   In recent years, there has been great interest in photocatalytic technology utilizing metal oxide semiconductors, and various studies have been conducted. For example, practical application studies are progressing in the fields of decomposition of harmful organic substances, removal of air pollutants, sterilization and antibacterial. Recently, attention has been focused on the photovoltaic action of metal oxide semiconductors. A dye-sensitized solar cell is one that utilizes this photovoltaic action (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-294814 (Patent Document 1) and the like).

このような色素増感型太陽電池では、色素が吸着された金属酸化物半導体膜が半導体電極として使用される。この半導体電極の薄膜に太陽光等の光が照射されると、その光は色素へ吸収され、光を吸収した色素は励起される。励起された色素は、速やかに金属酸化物へ電子を渡し、電子は金属酸化物中を伝い、電極へと流れる。電子を放出した後、正電荷を持つ色素は電解質より電子を受け取って中性に戻る。すなわち色素増感型太陽電池では、半導体電極が負極、対向電極が正極として作用する。   In such a dye-sensitized solar cell, a metal oxide semiconductor film on which a dye is adsorbed is used as a semiconductor electrode. When the semiconductor electrode thin film is irradiated with light such as sunlight, the light is absorbed by the dye, and the dye that has absorbed the light is excited. The excited dye quickly passes electrons to the metal oxide, and the electrons travel through the metal oxide and flow to the electrode. After releasing the electrons, the positively charged dye receives electrons from the electrolyte and returns to neutral. That is, in the dye-sensitized solar cell, the semiconductor electrode functions as a negative electrode and the counter electrode functions as a positive electrode.

特開2000−294814号公報JP 2000-294814 A

以上のように、色素増感型太陽電池は、太陽光の光を受けて動作するものであり、通常は屋外環境下で使用されることが多い。ところが、屋外では、様々な環境因子の影響を受けることが予想される。特に、大気中の環境汚染物質による色素増感型太陽電池の汚染は、避けて通れない問題である。   As described above, dye-sensitized solar cells operate by receiving sunlight and are usually used in outdoor environments. However, outdoors, it is expected to be affected by various environmental factors. In particular, contamination of a dye-sensitized solar cell with atmospheric environmental pollutants is an unavoidable problem.

具体的には、大気中に浮遊する塵埃、ちり、埃、砂等の環境汚染物質が太陽電池の表面に付着すると、色素増感型太陽電池の動作に必要な太陽光からの可視光を、環境汚染物質が吸収または反射し、色素増感型太陽電池内への光の進入を遮蔽してしまうおそれがある。これにより、太陽電池の性能が著しく低下してしまう。この環境汚染物質の影響は、屋外で使用される期間が長ければ長いほど大きくなる。   Specifically, when environmental pollutants such as dust, dust, dust, and sand floating in the atmosphere adhere to the surface of the solar cell, visible light from sunlight necessary for the operation of the dye-sensitized solar cell is Environmental pollutants may be absorbed or reflected, blocking the entry of light into the dye-sensitized solar cell. Thereby, the performance of a solar cell will fall remarkably. The influence of this environmental pollutant becomes greater as the period of outdoor use is longer.

色素増感型太陽電池において、上述の如き環境汚染物質に対する対策は、ほとんど行われていないのが現状である。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、大気中の環境汚染物質による色素増感型太陽電池の性能低下を抑制することを目的とするものである。
In the dye-sensitized solar cell, currently, there are almost no measures against the environmental pollutants as described above.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to suppress a decrease in performance of a dye-sensitized solar cell due to an environmental pollutant in the atmosphere.

上記問題を解決するため、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、色素増感型太陽電池の少なくとも一方の外側表面に、接触角が70°以下の被膜を形成することで、長期にわたり太陽電池の性能が維持できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   In order to solve the above-mentioned problem, the present inventor has made extensive studies and as a result, a coating film having a contact angle of 70 ° or less is formed on at least one outer surface of the dye-sensitized solar cell. As a result, the present invention was completed.

すなわち、本発明は下記の特徴を有するものである。
1.第1基板(a)、第1導電層(b)、光増感剤を有する金属酸化物半導体層(c)、電解質層(d)、第2導電層(e)、第2基板(f)が順に積層され、第1基板(a)ないし第1導電層(b)からなる第1積層体(I)、及び電解質層(d)ないし第2基板(f)からなる第2積層体(II)の少なくとも一方が透明性を有する太陽電池であって、
第1積層体(I)及び/または第2積層体(II)の外側表面に、水に対する接触角が70°以下の被膜が形成されており、上記被膜が、(h)アルコキシシラン化合物、(i)触媒、(j)水、(k)溶剤、及び(l)第4級カチオン塩基含有重合体を含む被膜形成用組成物によって形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
2.水に対する接触角が70°以下の被膜が、さらに(m)粒子径3〜100nmの金属酸化物ゾルを含む被膜形成用組成物によって形成されていることを特徴とする1.記載の色素増感型太陽電池。
That is, the present invention has the following characteristics.
1. First substrate (a), first conductive layer (b), metal oxide semiconductor layer (c) having a photosensitizer, electrolyte layer (d), second conductive layer (e), second substrate (f) Are sequentially stacked, and a first stacked body (I) composed of the first substrate (a) to the first conductive layer (b), and a second stacked body (II) composed of the electrolyte layer (d) to the second substrate (f). ) Is a solar cell having transparency,
A film having a contact angle with respect to water of 70 ° or less is formed on the outer surface of the first laminate (I) and / or the second laminate (II), and the coat comprises (h) an alkoxysilane compound, ( A dye-sensitized solar cell formed by a film-forming composition comprising i) a catalyst, (j) water, (k) a solvent, and (l) a quaternary cation base-containing polymer .
2. 1. A film having a contact angle with water of 70 ° or less is further formed of a film-forming composition containing (m) a metal oxide sol having a particle diameter of 3 to 100 nm . The dye-sensitized solar cell described.

本発明によれば、色素増感型太陽電池の少なくとも一方の外側表面に、接触角が70°以下の被膜を形成することで、太陽電池表面に付着した環境汚染物質をセルフクリーニング機能によって除去できるようになり、太陽電池の性能を長期間維持することが可能となる。また、太陽電池の表面を洗浄する必要がなく、太陽電池の性能を維持するためのランニングコストも軽減される。   According to the present invention, by forming a film having a contact angle of 70 ° or less on at least one outer surface of a dye-sensitized solar cell, environmental pollutants attached to the solar cell surface can be removed by a self-cleaning function. Thus, the performance of the solar cell can be maintained for a long time. Further, it is not necessary to clean the surface of the solar cell, and the running cost for maintaining the performance of the solar cell is reduced.

以下、本発明をその実施の形態に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments.

本発明は、第1基板(a)、第1導電層(b)、光増感剤を有する金属酸化物半導体層(c)、電解質層(d)、第2導電層(e)、第2基板(f)が順に積層された構成、すなわち第1基板(a)と第2基板(f)の内側に(b)〜(e)が設けられた構成を有する太陽電池に対して適用するものである。このうち、第1基板(a)ないし第1導電層(b)からなる積層体を第1積層体(I)、電解質層(d)ないし第2基板(f)からなる積層体を第2積層体(II)と呼ぶ。   The present invention includes a first substrate (a), a first conductive layer (b), a metal oxide semiconductor layer (c) having a photosensitizer, an electrolyte layer (d), a second conductive layer (e), a second Applied to a solar cell having a configuration in which the substrates (f) are sequentially stacked, that is, a configuration in which (b) to (e) are provided inside the first substrate (a) and the second substrate (f). It is. Among these, the laminated body composed of the first substrate (a) to the first conductive layer (b) is the first laminated body (I), and the laminated body composed of the electrolyte layer (d) to the second substrate (f) is the second laminated body. Called body (II).

第1積層体(I)における第1基板(a)としては、通常、ガラス板、高分子フィルム等の透明性を有するものを使用する。このうち、基材として高分子フィルムを使用した場合は、積層体のフレキシブル性が高まり、軽量化、薄膜化を図ることもできる。また、基板が割れるという心配もなくなる。
第1導電層(b)は、導電性化合物を有する層であり、第1基板(a)の片面に設けられるものである。導電性化合物としては、例えば、酸化スズ、フッ素ドープ酸化スズ、酸化インジウム、酸化スズドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化スズ、アルミニウムドープ酸化亜鉛等を用いることができる。また、導電性を損なわない範囲内であれば、各種金属を用いることもできる。第1導電層(b)は、例えば、第1基板(a)に導電性化合物を蒸着または積層させることによって得ることができる。
As a 1st board | substrate (a) in 1st laminated body (I), what has transparency, such as a glass plate and a polymer film, is normally used. Among these, when a polymer film is used as the substrate, the flexibility of the laminate is enhanced, and the weight and thickness can be reduced. Also, there is no need to worry about the substrate breaking.
The first conductive layer (b) is a layer having a conductive compound, and is provided on one side of the first substrate (a). As the conductive compound, for example, tin oxide, fluorine-doped tin oxide, indium oxide, tin oxide-doped indium oxide, antimony-doped tin oxide, aluminum-doped zinc oxide, or the like can be used. Also, various metals can be used as long as the conductivity is not impaired. The first conductive layer (b) can be obtained, for example, by depositing or laminating a conductive compound on the first substrate (a).

金属酸化物半導体層(c)における金属酸化物は、光増感剤で励起された電子を、電極へ受け渡す役割を担う成分である。
金属酸化物としては、酸化チタン、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオビウム、酸化タングステン、酸化ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム等が挙げられる。この中でも、酸化チタンが好適であり、特にアナターゼ型酸化チタンが好適である。金属酸化物の一次粒子径は、通常1〜200nm、好ましくは3〜50nm、より好ましくは5〜30nmである。
The metal oxide in the metal oxide semiconductor layer (c) is a component that plays a role of passing electrons excited by the photosensitizer to the electrode.
Examples of the metal oxide include titanium oxide, lanthanum oxide, zirconium oxide, niobium oxide, tungsten oxide, strontium oxide, zinc oxide, tin oxide, and indium oxide. Among these, titanium oxide is preferable, and anatase type titanium oxide is particularly preferable. The primary particle diameter of the metal oxide is usually 1 to 200 nm, preferably 3 to 50 nm, more preferably 5 to 30 nm.

金属酸化物半導体層(c)は、上述の金属酸化物をバインダー等で固定化することによって形成することができる。バインダーとしては、水酸化チタンが好適である。
金属酸化物半導体層(c)における金属酸化物の構成比率は通常60〜99重量%、好ましくは70〜90重量%である。バインダーの構成比率は、通常1〜40重量%、好ましくは10〜30重量%である。
金属酸化物半導体層(c)の膜厚は、通常1〜100μm、好ましくは5〜50μmである。
The metal oxide semiconductor layer (c) can be formed by fixing the above metal oxide with a binder or the like. As the binder, titanium hydroxide is suitable.
The constituent ratio of the metal oxide in the metal oxide semiconductor layer (c) is usually 60 to 99% by weight, preferably 70 to 90% by weight. The constituent ratio of the binder is usually 1 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight.
The film thickness of the metal oxide semiconductor layer (c) is usually 1 to 100 μm, preferably 5 to 50 μm.

上述の金属酸化物半導体層(c)には、光増感剤が吸着されている。この光増感剤は、可視光を吸収して電子を励起させ、その電子を金属酸化物へ伝達させる機能を有するものである。
光増感剤としては、このような機能を有するものであれば特に限定されずに使用することができ、例えば有機色素、金属錯体等が挙げられる。有機色素としては、例えば、メタルフリーフタロシアニン、シアニン系色素、メロシアニン系色素、キサンテン系色素、トリフェニルメタン色素を用いることができる。金属錯体としては、例えば、銅フタロシアニン、チタニルフタロシアニン、クロロフィル、ヘミン、特開平1−220380号公報、特公平5−504023号公報に記載のルテニウム、オスミウム、鉄、亜鉛等の錯体を用いることができる。
A photosensitizer is adsorbed on the metal oxide semiconductor layer (c). This photosensitizer has a function of absorbing visible light to excite electrons and transmitting the electrons to the metal oxide.
The photosensitizer can be used without particular limitation as long as it has such a function, and examples thereof include organic dyes and metal complexes. Examples of organic dyes that can be used include metal-free phthalocyanine, cyanine dyes, merocyanine dyes, xanthene dyes, and triphenylmethane dyes. As the metal complex, for example, copper phthalocyanine, titanyl phthalocyanine, chlorophyll, hemin, and complexes of ruthenium, osmium, iron, zinc and the like described in JP-A-1-220380 and JP-B-5-504023 can be used. .

電解質層(d)における電解質としては、通常色素増感型太陽電池に用いられているものを使用することができる。具体的には、例えばI-/I3 -系や、Br-/Br3 -系、キノン/ハイドロキノン系等が挙げられる。このような電解質は、公知の方法によって得ることができ、例えば、I-/I3 -系の電解質は、ヨウ素のアンモニウム塩とヨウ素を混合することによって得ることができる。 As the electrolyte in the electrolyte layer (d), those usually used in dye-sensitized solar cells can be used. Specifically, for example, I - / I 3 - system, Br - / Br 3 - system, quinone / hydroquinone system. Such an electrolyte can be obtained by a known method. For example, an I / I 3 based electrolyte can be obtained by mixing an ammonium salt of iodine and iodine.

第2導電層(e)としては、第1導電層(b)と同様の導電性化合物も使用可能であるが、通常は白金、銀、金等の金属を使用する。
第2基板(f)としては、第1基板(a)と同様に、ガラス板、高分子フィルム等が使用できる。
As the second conductive layer (e), a conductive compound similar to that of the first conductive layer (b) can be used, but usually a metal such as platinum, silver, or gold is used.
As the second substrate (f), a glass plate, a polymer film or the like can be used as in the first substrate (a).

色素増感型太陽電池は、上述のような第1基板(a)、第1導電層(b)、光増感剤を有する金属酸化物半導体層(c)、電解質層(d)、第2導電層(e)、及び第2基板(f)を順に積層することによって作製することができる。
本発明では、光増感剤を有する金属酸化物半導体層(c)に太陽光が到達できるように、第1積層体(I)及び第2積層体(II)の少なくとも一方に透明性があればよい。透明性の度合については、太陽光の光が透過可能であって、太陽電池の性能が発現できる範囲内であればよいが、可視光透過率が70%以上であることが望ましい。
The dye-sensitized solar cell includes a first substrate (a), a first conductive layer (b), a metal oxide semiconductor layer (c) having a photosensitizer, an electrolyte layer (d), and a second substrate as described above. It can be produced by sequentially laminating the conductive layer (e) and the second substrate (f).
In the present invention, at least one of the first laminate (I) and the second laminate (II) should be transparent so that sunlight can reach the metal oxide semiconductor layer (c) having the photosensitizer. That's fine. The degree of transparency may be within a range where sunlight can be transmitted and the performance of the solar cell can be exhibited, but the visible light transmittance is desirably 70% or more.

本発明では、透明性を有する第1積層体(I)及び/または第2積層体(II)の外側表面に、接触角が70°以下の被膜を設ける。これにより、大気中の塵埃等の汚染物質が付着した場合においても、降雨等による流水によって汚染物質を効果的に洗い流すことができる。
このような被膜を形成する被膜形成用組成物としては、アルコキシシラン化合物を含む組成物が好適であり、特に以下の2種が好ましく使用できる。
組成物1:(h)アルコキシシラン化合物、(i)触媒、(j)水、(k)溶剤を含む被膜形成用組成物。
組成物2:(p)有機質樹脂、(q)アルコキシシラン化合物を含む被膜形成用組成物。
In the present invention, a coating having a contact angle of 70 ° or less is provided on the outer surface of the first laminate (I) and / or the second laminate (II) having transparency. Thereby, even when contaminants such as dust in the atmosphere adhere, the contaminants can be effectively washed away by running water due to rainfall or the like.
As the film-forming composition for forming such a film, a composition containing an alkoxysilane compound is suitable, and the following two types can be particularly preferably used.
Composition 1: A film-forming composition comprising (h) an alkoxysilane compound, (i) a catalyst, (j) water, and (k) a solvent.
Composition 2: (p) Organic resin, (q) Composition for film formation containing alkoxysilane compound.

組成物1における(h)アルコキシシラン化合物(以下「(h)成分」という)としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラsec−ブトキシシラン、テトラt−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン等のテトラアルコキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン等、あるいはこれらの縮合物が挙げられる。また、カルボキシル基、水酸基、スルホン基、オキシアルキレン基等を含有するアルコキシシラン化合物を使用することもできる。このうち、(h)成分としては、テトラアルコキシシランが必須成分として含まれることが望ましい。テトラアルコキシシランとしては、特にテトラメトキシシラン及び/またはその縮合物が好適である。   Examples of the (h) alkoxysilane compound (hereinafter referred to as “(h) component”) in the composition 1 include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-butoxysilane, Tetraalkoxysilanes such as tetraisobutoxysilane, tetrasec-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, tetraphenoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane , Phenyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimeth Xysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxy Examples include silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, methyltrichlorosilane, and the like, and condensates thereof. Moreover, the alkoxysilane compound containing a carboxyl group, a hydroxyl group, a sulfone group, an oxyalkylene group etc. can also be used. Among these, as the component (h), tetraalkoxysilane is desirably included as an essential component. As tetraalkoxysilane, tetramethoxysilane and / or a condensate thereof are particularly suitable.

(i)触媒(以下「(i)成分」という)は、(h)成分の加水分解反応に作用する成分である。具体的には、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸;酢酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等の有機酸;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、アミン化合物などのアルカリ触媒;ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクチエート、ジブチルスズジアセテート等の有機スズ化合物;アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)等の有機アルミニウム化合物;チタニウムテトラキス(アセチルアセトネート)等の有機チタニウム化合物;ジルコニウムテトラキス(セチルアセトネート)等の有機ジルコニウム化合物;ホウ酸等のホウ素化合物などが挙げられる。   (I) The catalyst (hereinafter referred to as “component (i)”) is a component that acts on the hydrolysis reaction of component (h). Specifically, for example, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid; organic acids such as acetic acid, benzenesulfonic acid and toluenesulfonic acid; alkaline catalysts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia and amine compounds Organic organo compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctate and dibutyltin diacetate; organoaluminum compounds such as aluminum tris (acetylacetonate) and aluminum monoacetylacetonate bis (ethylacetoacetate); titanium tetrakis (acetylacetonate) Organic zirconium compounds such as zirconium tetrakis (cetylacetonate); boron compounds such as boric acid, and the like.

(i)成分の混合量は、(h)成分のSiO換算量100重量部に対して、0.1〜10重量部、望ましくは0.5〜5重量部である。(i)成分が0.1重量部より少ない場合は、形成被膜の親水性が十分に発現されないおそれがある。10重量部を超える量では、混合量に見合う効果発現が望めない。 The mixing amount of the component (i) is 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (h) in terms of SiO 2 . When the component (i) is less than 0.1 part by weight, the hydrophilicity of the formed film may not be sufficiently exhibited. If the amount exceeds 10 parts by weight, it is not possible to expect an effect corresponding to the mixing amount.

ここでSiO換算とは、アルコキシシラン化合物等のSi−O結合をもつ化合物を、完全に加水分解した後に、900℃で焼成した際にシリカ(SiO)となって残る重量分にて表したものである。
一般に、アルコキシシラン化合物等は、水と反応して加水分解反応が起こりシラノールとなり、さらにシラノール同士やシラノールとアルコキシにより縮合反応を起こす性質を持っている。この反応を究極まで行うと、シリカ(SiO)となる。これらの反応は
RO(Si(OR)O)R+(n+1)HO→nSiO+(2n+2)ROH
(Rはアルキル基を示す。nは整数。)
という反応式で表されるが、この反応式をもとに残るシリカ成分の量を換算したものである。
Here, SiO 2 conversion is expressed in terms of the weight remaining as silica (SiO 2 ) when a compound having a Si—O bond such as an alkoxysilane compound is completely hydrolyzed and then baked at 900 ° C. It is a thing.
In general, an alkoxysilane compound or the like reacts with water to cause a hydrolysis reaction to form silanol, and further has a property of causing a condensation reaction between silanols or between silanol and alkoxy. When this reaction is performed to the ultimate, silica (SiO 2 ) is obtained. These reactions are RO (Si (OR) 2 O) n R + (n + 1) H 2 O → nSiO 2 + (2n + 2) ROH
(R represents an alkyl group. N is an integer.)
The amount of the remaining silica component is converted based on this reaction equation.

(j)水(以下「(j)成分」という)の混合量は、(h)成分のSiO換算量100重量部に対して、100〜50000重量部、望ましくは500〜10000重量部である。このような混合量であることにより、(j)成分との反応より生成する(h)成分のシラノール基の縮合反応が抑制され、形成被膜が十分な親水性を発現することが可能となる。(j)成分の混合量が、100重量部より少ない場合は、形成被膜における親水性発現効果が低下する。また、組成物の貯蔵安定性が確保し難くなる。50000重量部より多い場合は、形成被膜における親水性発現効果を得ることが困難となる。 (J) The amount of water (hereinafter referred to as “component (j)”) is 100 to 50000 parts by weight, preferably 500 to 10,000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (h) in terms of SiO 2. . With such a mixing amount, the condensation reaction of the silanol group of the (h) component generated from the reaction with the (j) component is suppressed, and the formed coating can exhibit sufficient hydrophilicity. When the mixing amount of the component (j) is less than 100 parts by weight, the hydrophilic expression effect in the formed film is lowered. Moreover, it becomes difficult to ensure the storage stability of the composition. When the amount is more than 50000 parts by weight, it is difficult to obtain a hydrophilic expression effect in the formed film.

(k)溶剤(以下「(k)成分」という)としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコール誘導体の他、炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類等が挙げられる。このうち、メタノール、エタノール、イソプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルから選ばれる1種以上が、形成被膜の親水性発現性及び貯蔵安定性の点から好適に用いられる。
(k)成分の混合量は、(h)成分のSiO換算量100重量部に対して、100〜50000重量部、望ましくは500〜10000重量部である。100重量部より少ない場合は、上述の(h)、(i)、(j)成分を均一に溶解させることが困難となる。50000重量部より多い場合は、形成被膜における親水性発現効果を得ることが困難となる。
(K) Examples of the solvent (hereinafter referred to as “(k) component”) include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, and isopropanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, and diethylene glycol. In addition to glycol derivatives such as monoethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether acetate, hydrocarbons, esters, ketones, ethers and the like can be mentioned. Among these, at least one selected from methanol, ethanol, isopropanol, propylene glycol monomethyl ether, and diethylene glycol monoethyl ether is preferably used from the viewpoints of hydrophilic expression and storage stability of the formed film.
The mixing amount of the component (k) is 100 to 50,000 parts by weight, desirably 500 to 10,000 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the component (h) in terms of SiO 2 . When the amount is less than 100 parts by weight, it is difficult to uniformly dissolve the components (h), (i), and (j) described above. When the amount is more than 50000 parts by weight, it is difficult to obtain a hydrophilic expression effect in the formed film.

組成物1では、(l)第4級カチオン塩基含有重合体(以下「(l)成分」という)を混合することもできる。このような(l)成分の混合により、塗布時のハジキ発生等が防止され、均一な被膜を容易に形成することができる。さらに、(l)成分は、形成被膜の親水性の点においても好ましいものである。
(l)成分における第4級カチオン塩基としては、第4級アンモニウム塩基、第4級イミダゾリウム塩基、第4級ホスホニウム塩等が挙げられる。この中でも、特に第4級アンモニウム塩基が好適である。
In composition 1, (l) a quaternary cation base-containing polymer (hereinafter referred to as “component (l)”) can also be mixed. By mixing the component (l), generation of repelling at the time of application is prevented, and a uniform film can be easily formed. Furthermore, the component (l) is also preferable from the viewpoint of the hydrophilicity of the formed film.
Examples of the quaternary cation base in the component (l) include quaternary ammonium bases, quaternary imidazolium bases, and quaternary phosphonium salts. Among these, a quaternary ammonium base is particularly preferable.

(l)成分は、重合体を構成する単量体成分として、第4級カチオン塩基含有単量体を使用することによって得ることができる。また、第4級カチオン塩基が生成可能な単量体を使用して重合体を得た後に4級化することによって得ることもできる。このような単量体は、(l)成分を構成する全単量体成分中に3重量%以上(好ましくは15〜80重量%、より好ましくは20〜50重量%)含まれることが望ましい。このような比率であれば、ハジキ防止性及び親水性付与の点において、より優れた効果を得ることができる。
(l)成分の混合量は、(h)成分のSiO換算量100重量部に対して、固形分換算で通常1〜100重量部、望ましくは5〜50重量部である。
The component (l) can be obtained by using a quaternary cation base-containing monomer as a monomer component constituting the polymer. It can also be obtained by using a monomer capable of forming a quaternary cation base to obtain a polymer and then quaternizing it. Such a monomer is desirably contained in an amount of 3% by weight or more (preferably 15 to 80% by weight, more preferably 20 to 50% by weight) in the total monomer components constituting the component (l). If it is such a ratio, the more outstanding effect can be acquired in the point of repellency prevention property and hydrophilic property provision.
The mixing amount of the component (l) is usually 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of the component (h) in terms of SiO 2 .

組成物1においては、さらに(m)粒子径3〜100nmの金属酸化物ゾル(以下「(m)成分」という)が含まれることが望ましい。(m)成分の配合によって、形成被膜の親水性をいっそう高めることができる。
このような(m)成分は、金属酸化物からなるコロイド粒子が溶媒中に分散しているコロイド溶液である。(m)成分における金属成分としては、例えば、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、アンチモン、マグネシウム等が挙げられる。この中でも、金属成分が珪素であるシリカゾルが好適である。
(m)成分の混合量は、(h)成分のSiO換算量100重量部に対して、固形分換算で5〜1000重量部、望ましくは10〜300重量部である。
In composition 1, it is preferable that (m) a metal oxide sol (hereinafter referred to as “(m) component”) having a particle diameter of 3 to 100 nm is further contained. By adding the component (m), the hydrophilicity of the formed film can be further increased.
Such component (m) is a colloidal solution in which colloidal particles made of a metal oxide are dispersed in a solvent. Examples of the metal component in the component (m) include silicon, aluminum, titanium, zirconium, antimony, and magnesium. Among these, silica sol in which the metal component is silicon is preferable.
The mixing amount of the component (m) is 5 to 1000 parts by weight, preferably 10 to 300 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of the component (h) in terms of SiO 2 .

組成物1においては、上述の成分の他、例えば、樹脂、増粘剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、界面活性剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を混合することもできる。   In the composition 1, in addition to the above-described components, for example, resins, thickeners, leveling agents, wetting agents, plasticizers, preservatives, antifungal agents, antialgae agents, antibacterial agents, surfactants, antifoaming agents UV absorbers, antioxidants, and the like can also be mixed.

組成物2は、(p)有機質樹脂(以下「(p)成分」という)、及び(q)アルコキシシラン化合物(以下「(q)成分」という)を含む組成物である。
(p)成分としては、例えば、エチレン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アルキッド系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルシリコン系樹脂、フッ素系樹脂等、あるいはこれらの複合系等を使用することができる。このうち、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルシリコン系樹脂、フッ素系樹脂等は、耐候性に優れる点で好適である。
The composition 2 is a composition containing (p) an organic resin (hereinafter referred to as “(p) component”) and (q) an alkoxysilane compound (hereinafter referred to as “(q) component”).
As the component (p), for example, an ethylene resin, a vinyl acetate resin, an alkyd resin, an acrylic resin, a urethane resin, an acrylic silicon resin, a fluorine resin, or a composite of these is used. Can do. Among these, acrylic resins, urethane resins, acrylic silicon resins, fluorine resins, and the like are preferable in terms of excellent weather resistance.

組成物2における(q)成分としては、上述の(h)成分と同様のものも使用できるが、(p)成分との相溶性、表面親水化の早期発現等の点から、
(q−1)炭素数が1〜3のアルコキシル基と、炭素数が4〜12のアルコキシル基を含有するアルコキシシランの縮合物(以下「(q−1)成分」という。)、または、
(q−2)繰り返し単位の炭素数が1〜4のポリオキシアルキレン基と、炭素数が1〜4のアルコキシル基を含有するアルコキシシランの縮合物(以下「(q−2)成分」という。)
が好適である。
As the component (q) in the composition 2, the same component as the component (h) described above can be used, but from the viewpoint of compatibility with the component (p), early expression of surface hydrophilization, etc.
(Q-1) a condensate of alkoxysilane containing an alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms and an alkoxyl group having 4 to 12 carbon atoms (hereinafter referred to as “(q-1) component”), or
(Q-2) A condensate of an alkoxysilane containing a polyoxyalkylene group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms (hereinafter referred to as “(q-2) component”). )
Is preferred.

(q−1)成分においては、アルコキシル基が、炭素数1〜3と炭素数4〜12のものが混在していることにより、(p)成分との相溶性が飛躍的に向上し、表面配向性に優れ、各種被膜物性にも優れた被膜が形成できる。(q−1)成分としては、全体のアルコキシル基のうち、約5〜50当量%が炭素数4〜12のアルコキシル基となるようにしたものが(p)成分との相溶性、被膜の耐汚染性に優れるため好ましい。(q−1)成分の平均縮合度は、通常4〜20である。
このような(q−1)成分は、公知の方法により製造することができるが、例えば、炭素数1〜3のアルコキシル基を有するテトラアルコキシシラン縮合物を、炭素数4〜12のアルコールでエステル交換反応により変性する方法があげられる。
In the (q-1) component, when the alkoxyl group contains one having 1 to 3 carbon atoms and 4 to 12 carbon atoms, compatibility with the (p) component is dramatically improved, and the surface A film having excellent orientation and various film properties can be formed. As the component (q-1), among the total alkoxyl groups, about 5 to 50 equivalent% of which is an alkoxyl group having 4 to 12 carbon atoms is compatible with the component (p) and the resistance of the coating. It is preferable because of excellent contamination. (Q-1) The average degree of condensation of a component is 4-20 normally.
Such a component (q-1) can be produced by a known method. For example, a tetraalkoxysilane condensate having an alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms is esterified with an alcohol having 4 to 12 carbon atoms. A method of denaturing by an exchange reaction is mentioned.

(q−2)成分は、特に(p)成分が合成樹脂エマルションである場合に好適に用いることができる。このような(q−2)成分は、合成樹脂エマルションとの相溶性が良好で、耐汚染性に優れた被膜を形成することができる。
(q−2)成分のアルコキシル基の炭素数は1〜4である。炭素数が4を超えると、耐汚染性が低下する傾向となる。
ポリオキシアルキレン基の平均分子量は、150〜2000であることが望ましい。平均分子量が150未満の場合は、(p)成分との相溶性が低下し、2000を超えると被膜の耐水性、強度等が低下する傾向となる。また、(q−2)の平均縮合度は、通常1〜20である。
The (q-2) component can be suitably used particularly when the (p) component is a synthetic resin emulsion. Such a (q-2) component has good compatibility with the synthetic resin emulsion and can form a film excellent in stain resistance.
(Q-2) The carbon number of the alkoxyl group of a component is 1-4. When the number of carbons exceeds 4, the contamination resistance tends to decrease.
The average molecular weight of the polyoxyalkylene group is desirably 150 to 2,000. When the average molecular weight is less than 150, the compatibility with the component (p) decreases, and when it exceeds 2000, the water resistance, strength, etc. of the coating tend to decrease. Moreover, the average degree of condensation of (q-2) is usually 1-20.

(q−2)成分は、公知の方法により製造することが可能であるが、例えば、アルコキシシラン縮合物の1種または2種以上の混合物を、ポリオキシアルキレン基含有化合物1種または2種以上でエステル交換反応させる方法、カップリング剤を用いて付加反応させる方法等があげられる。   The component (q-2) can be produced by a known method. For example, one or two or more mixtures of alkoxysilane condensates are used as one or more polyoxyalkylene group-containing compounds. For example, a transesterification method using a coupling agent, and an addition reaction method using a coupling agent.

このような(q)成分は、(p)成分の樹脂固形分100重量部に対して、SiO換算で1.0〜50.0重量部、好適には2.0〜30.0重量部配合することが望ましい。1.0重量部未満では被膜の親水性が十分でないため耐汚染性に劣り、50.0重量部を超えると、硬化被膜の外観が悪化したり、クラックが生じるといった問題が発生しやすくなる。 Such a component (q) is 1.0 to 50.0 parts by weight, preferably 2.0 to 30.0 parts by weight in terms of SiO 2 with respect to 100 parts by weight of the resin solid content of the component (p). It is desirable to blend. If the amount is less than 1.0 part by weight, the hydrophilicity of the coating is not sufficient, so that the stain resistance is poor. If the amount exceeds 50.0 parts by weight, the appearance of the cured coating tends to deteriorate or cracks are likely to occur.

組成物2には、上記成分の他に各種の添加剤、例えば、増粘剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、界面活性剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、架橋剤、触媒等を本発明の効果を損なわない程度に適宜配合してもよい。   In composition 2, in addition to the above components, various additives such as thickeners, leveling agents, wetting agents, plasticizers, preservatives, antifungal agents, antialgae agents, antibacterial agents, surfactants, You may mix | blend a foaming agent, a ultraviolet absorber, antioxidant, a crosslinking agent, a catalyst, etc. suitably to such an extent that the effect of this invention is not impaired.

以上のような被膜形成用組成物の被膜を、第1積層体(I)及び/または第2積層体(II)の外側に塗布形成することによって、本発明の色素増感型太陽電池が得られる。最終的に第1積層体(I)及び/または第2積層体(II)の外側に被膜が形成される限り、被膜形成用組成物を塗布するタイミングは特に制限されず、太陽電池の組立前であっても組立後であってもよい。第1積層体(I)及び/または第2積層体(II)の透明性を損わなければ、被膜形成用組成物の塗布前に何らかの処理(プライマー処理、脱脂処理等)を行うこともできる。
被膜形成用組成物を塗布する際には、紙、布、不織布等に含浸して拭き塗りする方法の他、スプレー、ローラー、刷毛、ロールコーター、フローコーター等による方法等を採用することができる。
形成される被膜の膜厚は、通常0.01〜50μm程度である。
The dye-sensitized solar cell of the present invention is obtained by coating the film of the film forming composition as described above on the outside of the first laminate (I) and / or the second laminate (II). It is done. As long as a film is finally formed on the outer side of the first laminate (I) and / or the second laminate (II), the timing for applying the film-forming composition is not particularly limited. Or after assembly. If the transparency of the first laminate (I) and / or the second laminate (II) is not impaired, some treatment (primer treatment, degreasing treatment, etc.) can be performed before the coating composition is applied. .
When applying the film-forming composition, it is possible to employ a method such as spray, roller, brush, roll coater, flow coater, etc. in addition to a method of impregnating paper, cloth, nonwoven fabric, etc. and wiping. .
The film thickness to be formed is usually about 0.01 to 50 μm.

以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
(色素増感型太陽電池作製)
イソプロピルアルコール100重量部にチタンアルコキシドを1重量部混合して得られた溶液を、これと同重量の水に滴下、攪拌した後、1N硝酸を用いて水溶液のpHを2.0に調製して、水酸化チタン溶液を作製した。この水酸化チタン溶液に対し、アナターゼ型酸化チタン(一次粒子径10nm)を混合、攪拌することにより、酸化チタンペースト(アナターゼ型酸化チタン:水酸化チタン=97重量%:3重量%)を調整した。
以上の方法によって得られた酸化チタンペーストを、導電性高分子フィルム(40mm×20mm)にスキージ法で塗布し、50℃で3時間乾燥して膜厚20μmの酸化チタン薄膜を形成させ、さらに色素(メロシアニン)のエタノール溶液に12時間浸漬した後、50℃で12時間乾燥させて色素吸着積層体を得た。
次いで、この色素吸着積層体と、白金を蒸着した導電性高分子フィルムとを、酸化チタン薄膜と白金が向かい合うように貼り合わせ、太陽電池セルを作製した。このとき、スペーサーとして、厚さ50μmの両面テープを用いた。この太陽電池セルの隙間に電解質(0.5M LiI+0.05M I2 /3−メトキシプロピオニトリル溶液)を注入して、色素増感型太陽電池を得た。
Examples and Comparative Examples are shown below to clarify the features of the present invention.
(Dye-sensitized solar cell production)
A solution obtained by mixing 1 part by weight of titanium alkoxide with 100 parts by weight of isopropyl alcohol was dropped into the same weight of water and stirred, and then the pH of the aqueous solution was adjusted to 2.0 using 1N nitric acid. A titanium hydroxide solution was prepared. A titanium oxide paste (anatase-type titanium oxide: titanium hydroxide = 97% by weight: 3% by weight) was prepared by mixing and stirring the anatase-type titanium oxide (primary particle diameter 10 nm) to this titanium hydroxide solution. .
The titanium oxide paste obtained by the above method is applied to a conductive polymer film (40 mm × 20 mm) by a squeegee method and dried at 50 ° C. for 3 hours to form a titanium oxide thin film having a thickness of 20 μm. After being immersed in an ethanol solution of (merocyanine) for 12 hours, the dye-adsorbed laminate was obtained by drying at 50 ° C. for 12 hours.
Next, this dye adsorbing laminate and a conductive polymer film on which platinum was vapor-deposited were bonded together so that the titanium oxide thin film and platinum face each other, thereby producing a solar battery cell. At this time, a double-sided tape having a thickness of 50 μm was used as a spacer. An electrolyte (0.5 M LiI + 0.05 M I 2 / 3-methoxypropionitrile solution) was injected into the gap between the solar cells to obtain a dye-sensitized solar cell.

(実施例1)
アクリルシリコン樹脂(固形分50重量%)200重量部に、硬化剤(ジブチルスズラウレート)を2重量部、シリケートA(メチルシリケート縮合物のn−オクチルアルコール変性物、エステル交換率39当量%、シリカ残量比率33重量%)を45重量部加え、常法により均一に混合して被膜形成用組成物Aを製造した。
この被膜形成用組成物Aを、色素増感型太陽電池の色素吸着積層体の外側に、乾燥膜厚が約15μmとなるようにスプレーで塗布し、室温で24時間乾燥させた。この被膜表面の水に対する接触角を、CA−A型接触角測定装置にて測定したところ、34°となった。
以上の方法で得られた太陽電池に、色素吸着積層体側から300Wのハロゲンランプを照射し、そのときの開放電圧を、テスターを用いて測定した。その結果、開放電圧値は480mVであった。
次に、色素増感型太陽電池の色素吸着積層体の外側に、汚染物質(5重量%のカーボン水溶液)を吹き付け、50℃で1時間乾燥させた後、その表面に水を10分間流した。室温で15時間放置後、再度ハロゲンランプを照射し、開放電圧値を測定した。
以上の操作により、汚染物質吹き付け前後の色素増感型太陽電池の性能を比較した。その結果、汚染物質吹き付け後の開放電圧値は、汚染物質吹き付け前の約99%であった。
Example 1
200 parts by weight of acrylic silicon resin (solid content 50% by weight), 2 parts by weight of curing agent (dibutyltin laurate), silicate A (n-octyl alcohol modified product of methyl silicate condensate, transesterification rate 39 equivalent%, silica 45 parts by weight of the remaining amount ratio (33% by weight) was added and uniformly mixed by a conventional method to produce a film-forming composition A.
This film-forming composition A was applied to the outside of the dye-adsorbed laminate of the dye-sensitized solar cell by spraying so that the dry film thickness was about 15 μm, and dried at room temperature for 24 hours. When the contact angle with respect to the water on the surface of the coating was measured with a CA-A type contact angle measuring device, it was 34 °.
The solar cell obtained by the above method was irradiated with a 300 W halogen lamp from the dye adsorbing laminate side, and the open-circuit voltage at that time was measured using a tester. As a result, the open circuit voltage value was 480 mV.
Next, a contaminant (5 wt% carbon aqueous solution) was sprayed on the outside of the dye-adsorbed laminate of the dye-sensitized solar cell, dried at 50 ° C. for 1 hour, and then water was allowed to flow over the surface for 10 minutes. . After standing at room temperature for 15 hours, the halogen lamp was irradiated again, and the open circuit voltage value was measured.
By the above operation, the performance of the dye-sensitized solar cells before and after the pollutant spraying was compared. As a result, the open circuit voltage value after the pollutant spraying was about 99% before the pollutant spraying.

(実施例2)
アクリル樹脂エマルション(固形分50重量%)200重量部に、シリケートB(エチルシリケート縮合物のポリオキシエチレングリコール#200変性物、シリカ残量比率21wt%)を24重量部加え、常法により均一に混合して被膜形成用組成物Bを製造した。
この被膜形成用組成物Bを、色素増感型太陽電池の色素吸着積層体の外側に、乾燥膜厚が約15μmとなるようにスプレーで塗布し、室温で24時間乾燥させた。この被膜表面の水に対する接触角を、CA−A型接触角測定装置にて測定したところ、48°となった。
以上の方法で得られた太陽電池について、実施例1と同様の方法で汚染物質吹き付け前後の色素増感型太陽電池の性能を比較した。その結果、汚染物質吹き付け後の開放電圧値は、汚染物質吹き付け前の約97%であった。
(Example 2)
To 200 parts by weight of an acrylic resin emulsion (solid content 50% by weight), add 24 parts by weight of silicate B (polyoxyethylene glycol # 200 modified product of ethyl silicate condensate, silica remaining ratio 21 wt%), and uniformly by a conventional method The composition B for film formation was manufactured by mixing.
This film-forming composition B was applied to the outside of the dye-adsorbed laminate of the dye-sensitized solar cell by spraying so that the dry film thickness was about 15 μm, and dried at room temperature for 24 hours. When the contact angle with respect to the water on the surface of the coating was measured with a CA-A type contact angle measuring device, it was 48 °.
About the solar cell obtained by the above method, the performance of the dye-sensitized solar cell before and after spraying contaminants was compared in the same manner as in Example 1. As a result, the open circuit voltage value after the pollutant spraying was about 97% before the pollutant spraying.

(実施例3)
テトラメトキシシランの部分加水分解縮合物(平均分子量500、SiO比率51重量%)をSiO換算で100重量部用意し、これにアルミニウムトリス(アセチルアセトネート)を0.5重量部、エタノールを5400重量部、及び水を7500重量部混合して約30分間攪拌した。次いで、第4級カチオン塩基含有アクリル系重合体(第4級カチオン塩基含有単量体比率28重量%、固形分30重量%)を固形分換算で13重量部混合し、さらにシリカゾル(固形分30重量%、粒子径10〜20nm、分散媒:イソプロピルアルコール)を固形分換算で100重量部混合することにより、被膜形成用組成物Cを製造した。
この被膜形成用組成物Cを、色素増感型太陽電池の色素吸着積層体の外側に、乾燥膜厚が約1μmとなるようにスプレーで塗布し、室温で24時間乾燥させた。この被膜表面の水に対する接触角を、CA−A型接触角測定装置にて測定したところ、23°となった。
以上の方法で得られた太陽電池について、実施例1と同様の方法で汚染物質吹き付け前後の色素増感型太陽電池の性能を比較した。その結果、汚染物質吹き付け後の開放電圧値は、汚染物質吹き付け前の約99%であった。
(Example 3)
100 parts by weight of tetramethoxysilane partially hydrolyzed condensate (average molecular weight 500, SiO 2 ratio 51% by weight) in terms of SiO 2 was prepared, and 0.5 parts by weight of aluminum tris (acetylacetonate) and ethanol were added thereto. 5400 parts by weight and 7500 parts by weight of water were mixed and stirred for about 30 minutes. Next, a quaternary cation base-containing acrylic polymer (quaternary cation base-containing monomer ratio 28 wt%, solid content 30 wt%) is mixed in an amount of 13 parts by weight in terms of solid content, and further silica sol (solid content 30 A film-forming composition C was produced by mixing 100% by weight in terms of solid content of 10% by weight, particle diameter of 10 to 20 nm, dispersion medium: isopropyl alcohol).
This film-forming composition C was applied to the outside of the dye-adsorbed laminate of the dye-sensitized solar cell by spraying so that the dry film thickness was about 1 μm, and dried at room temperature for 24 hours. When the contact angle with respect to the water on the surface of this coating was measured with a CA-A type contact angle measuring device, it was 23 °.
About the solar cell obtained by the above method, the performance of the dye-sensitized solar cell before and after spraying contaminants was compared in the same manner as in Example 1. As a result, the open circuit voltage value after the pollutant spraying was about 99% before the pollutant spraying.

(比較例1)
被膜を形成させなかった太陽電池について、実施例1と同様の方法で汚染物質吹き付け前後の色素増感型太陽電池の性能を比較した。その結果、汚染物質吹き付け後の開放電圧値は、汚染物質吹き付け前の約63%であった。
(Comparative Example 1)
About the solar cell in which the film was not formed, the performance of the dye-sensitized solar cell before and after spraying the pollutant was compared in the same manner as in Example 1. As a result, the open circuit voltage value after the pollutant spraying was about 63% before the pollutant spraying.

(比較例2)
アクリル樹脂エマルション(固形分50重量%)からなる被膜形成用組成物Dを、色素増感型太陽電池の色素吸着積層体の外側に、乾燥膜厚が約15μmとなるようにスプレーで塗布し、室温で24時間乾燥させた。この被膜表面の水に対する接触角を、CA−A型接触角測定装置にて測定したところ、80°となった。
以上の方法で得られた太陽電池について、実施例1と同様の方法で汚染物質吹き付け前後の色素増感型太陽電池の性能を比較した。その結果、汚染物質吹き付け後の開放電圧値は、汚染物質吹き付け前の約40%であった。
(Comparative Example 2)
A film-forming composition D comprising an acrylic resin emulsion (solid content: 50% by weight) was applied to the outside of the dye-adsorbed laminate of the dye-sensitized solar cell by spraying so that the dry film thickness was about 15 μm. Dry at room temperature for 24 hours. When the contact angle with respect to the water on the surface of this coating was measured with a CA-A type contact angle measuring device, it was 80 °.
About the solar cell obtained by the above method, the performance of the dye-sensitized solar cell before and after spraying contaminants was compared in the same manner as in Example 1. As a result, the open circuit voltage value after the pollutant spraying was about 40% before the pollutant spraying.

本発明の色素増感型太陽電池を示す概略図である。It is the schematic which shows the dye-sensitized solar cell of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:被膜
2:太陽
a:第1基板
b:第1導電層
c:光増感剤を有する金属酸化物半導体層
d:電解質層
e:第2導電層
f:第2基板
I:第1積層体
II:第2積層体
1: Coating 2: Sun a: First substrate b: First conductive layer c: Metal oxide semiconductor layer with photosensitizer d: Electrolyte layer e: Second conductive layer f: Second substrate I: First stack body
II: Second laminate

Claims (2)

第1基板(a)、第1導電層(b)、光増感剤を有する金属酸化物半導体層(c)、電解質層(d)、第2導電層(e)、第2基板(f)が順に積層され、第1基板(a)ないし第1導電層(b)からなる第1積層体(I)、及び電解質層(d)ないし第2基板(f)からなる第2積層体(II)の少なくとも一方が透明性を有する太陽電池であって、
第1積層体(I)及び/または第2積層体(II)の外側表面に、水に対する接触角が70°以下の被膜が形成されており、
上記被膜が、(h)アルコキシシラン化合物、(i)触媒、(j)水、(k)溶剤、及び(l)第4級カチオン塩基含有重合体を含む被膜形成用組成物によって形成されていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
First substrate (a), first conductive layer (b), metal oxide semiconductor layer (c) having a photosensitizer, electrolyte layer (d), second conductive layer (e), second substrate (f) Are sequentially stacked, and a first stacked body (I) composed of the first substrate (a) to the first conductive layer (b), and a second stacked body (II) composed of the electrolyte layer (d) to the second substrate (f). ) Is a solar cell having transparency,
A film having a contact angle with water of 70 ° or less is formed on the outer surface of the first laminate (I) and / or the second laminate (II) ,
The film is formed by a film-forming composition containing (h) an alkoxysilane compound, (i) a catalyst, (j) water, (k) a solvent, and (l) a quaternary cation base-containing polymer . A dye-sensitized solar cell characterized by the above.
水に対する接触角が70°以下の被膜が、さらに(m)粒子径3〜100nmの金属酸化物ゾルを含む被膜形成用組成物によって形成されていることを特徴とする請求項1記載の色素増感型太陽電池。
The dye sensitizing method according to claim 1, wherein the coating film having a contact angle with water of 70 ° or less is further formed by a coating film forming composition further comprising (m) a metal oxide sol having a particle diameter of 3 to 100 nm. Sensitive solar cell.
JP2003402550A 2003-12-02 2003-12-02 Dye-sensitized solar cell Expired - Fee Related JP4637474B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003402550A JP4637474B2 (en) 2003-12-02 2003-12-02 Dye-sensitized solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003402550A JP4637474B2 (en) 2003-12-02 2003-12-02 Dye-sensitized solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005166389A JP2005166389A (en) 2005-06-23
JP4637474B2 true JP4637474B2 (en) 2011-02-23

Family

ID=34726085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003402550A Expired - Fee Related JP4637474B2 (en) 2003-12-02 2003-12-02 Dye-sensitized solar cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4637474B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339074A (en) * 2005-06-03 2006-12-14 Gunze Ltd Manufacturing method for dye-sensitized solar cell
JP2007242759A (en) * 2006-03-07 2007-09-20 Sumitomo Chemical Co Ltd Solar cell cover
JP5518299B2 (en) * 2008-04-10 2014-06-11 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Coating composition for solar cell
JP5415014B2 (en) * 2008-04-10 2014-02-12 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Coating composition
JP5366440B2 (en) * 2008-05-28 2013-12-11 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Cover material for solar cells
JP5921267B2 (en) * 2012-03-14 2016-05-24 サンユレック株式会社 Dye-sensitized solar cell

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031509A (en) * 1998-07-16 2000-01-28 Dainippon Printing Co Ltd Solar cell module
JP2000208797A (en) * 1999-01-13 2000-07-28 Dainippon Printing Co Ltd Surface protecting sheet therefor solar battery module and solar battery module using it
JP2001262522A (en) * 2000-03-16 2001-09-26 Sekisui Jushi Co Ltd Self purifying retroreflection body and method manufacturing therefor
JP2002336768A (en) * 2001-05-11 2002-11-26 Inax Corp Method for forming antifouling coating film
JP2003039621A (en) * 2001-07-31 2003-02-13 Dainippon Plastics Co Ltd Polycarbonate resin plate excellent in antifouling property
JP2003100358A (en) * 2001-09-21 2003-04-04 Aisin Seiki Co Ltd Dye-sensitized solar cell
JP2003123859A (en) * 2001-10-19 2003-04-25 Bridgestone Corp Organic dye sensitized metal oxide semiconductor electrode, and solar battery having the semiconductor electrode
JP2003308892A (en) * 2002-04-18 2003-10-31 Bridgestone Corp Organic pigment sensitizing metal oxide semiconductor electrode and organic pigment sensitizing solar battery

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031509A (en) * 1998-07-16 2000-01-28 Dainippon Printing Co Ltd Solar cell module
JP2000208797A (en) * 1999-01-13 2000-07-28 Dainippon Printing Co Ltd Surface protecting sheet therefor solar battery module and solar battery module using it
JP2001262522A (en) * 2000-03-16 2001-09-26 Sekisui Jushi Co Ltd Self purifying retroreflection body and method manufacturing therefor
JP2002336768A (en) * 2001-05-11 2002-11-26 Inax Corp Method for forming antifouling coating film
JP2003039621A (en) * 2001-07-31 2003-02-13 Dainippon Plastics Co Ltd Polycarbonate resin plate excellent in antifouling property
JP2003100358A (en) * 2001-09-21 2003-04-04 Aisin Seiki Co Ltd Dye-sensitized solar cell
JP2003123859A (en) * 2001-10-19 2003-04-25 Bridgestone Corp Organic dye sensitized metal oxide semiconductor electrode, and solar battery having the semiconductor electrode
JP2003308892A (en) * 2002-04-18 2003-10-31 Bridgestone Corp Organic pigment sensitizing metal oxide semiconductor electrode and organic pigment sensitizing solar battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005166389A (en) 2005-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107078172B (en) Coating materials and methods for enhanced reliability
US10450223B2 (en) Coating solution for forming ultraviolet-absorbing film, and ultraviolet-absorbing glass article
JP4916683B2 (en) Photoelectric cell
JP4100863B2 (en) Photoelectric cell
JP6317874B2 (en) Method for producing substrate with antireflection film and photoelectric cell
JP4692694B2 (en) Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell using the electrolyte
JP5019007B2 (en) Electrolyte for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element and dye-sensitized solar cell using the electrolyte
JP2008112704A (en) Dye-sensitization solar cell and construction board provided with solar cell
JP4637474B2 (en) Dye-sensitized solar cell
JP5177318B2 (en) Electrolyte for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element and dye-sensitized solar cell using the electrolyte
JP4816807B2 (en) Electrolyte for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element and dye-sensitized solar cell using the electrolyte
JP4865171B2 (en) Dye-sensitized solar cell
JP5108278B2 (en) Building board with solar cell
WO2015166863A1 (en) Liquid composition, and glass article
JP2003298087A (en) Solar cell system
JP4338346B2 (en) Dye-sensitized solar cell
JP2008112705A (en) Dye-sensitization solar cell and construction board provided with solar cell
JP4380188B2 (en) Electrolyte for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell
KR20230150561A (en) Coating Solution Composition for Anti-Reflection and Pollution Prevention of Solar Module, and Method for Manufacturing the Same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061019

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100520

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101102

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101124

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131203

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees