JP4922568B2 - Dye-sensitized solar cell electrode - Google Patents

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Description

本発明は色素増感型太陽電池用電極およびその製造方法に関し、詳しくは、プラスチック基材を使用しても光発電性能の高い色素増感太陽電池を製造することができる色素増感型太陽電池用電極およびその製造方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrode for a dye-sensitized solar cell and a method for producing the same, and more specifically, a dye-sensitized solar cell capable of producing a dye-sensitized solar cell having high photovoltaic power generation performance even when a plastic substrate is used. The present invention relates to an electrode for use and a manufacturing method thereof.

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

特開平11−288745号公報JP-A-11-288745 特開2001−160426号公報JP 2001-160426 A 特開2002−50413号公報JP 2002-50413 A 特開2001−93590号公報JP 2001-93590 A 特開2001−358348号公報JP 2001-358348 A

色素増感型太陽電池の金属酸化物半導体層は、色素の吸着量を増加させるために、通常酸化物半導体の微粒子を焼結させて多孔質体としたものを使用する。   As the metal oxide semiconductor layer of the dye-sensitized solar cell, a porous body obtained by sintering fine particles of an oxide semiconductor is usually used in order to increase the adsorption amount of the dye.

支持体としてガラス基材を用いる場合には、金属材料を酸化させながら針状結晶をガラス基材上に成長させ、配向した針状結晶を生成させる方法をとることができる。しかし、この方法は加工温度が高いためプラスチック基材を用いる場合には適用できない。   When a glass substrate is used as the support, a method can be used in which needle crystals are grown on the glass substrate while oxidizing the metal material to produce oriented needle crystals. However, this method cannot be applied when a plastic substrate is used because the processing temperature is high.

ところで、特開2001−93590号公報および特開2001−358348号公報には、金属酸化物の針状結晶を太陽電池用電極に用いることで電荷輸送の効率を向上させることが記載されている。しかし、良好な多孔質構造を得て高い電荷輸送効率を達成するためには、金属酸化物の結晶状態を適切に制御する必要があり、ガラス基材を用いて十分に高い温度で酸化物半導体層を焼結した場合でさえも、光発電性能を1〜2割程度向上させることができるにとどまっている。   By the way, JP 2001-93590 A and JP 2001-358348 A describe that the efficiency of charge transport is improved by using a needle-like crystal of a metal oxide for a solar cell electrode. However, in order to obtain a good porous structure and achieve high charge transport efficiency, it is necessary to appropriately control the crystalline state of the metal oxide, and the oxide semiconductor at a sufficiently high temperature using a glass substrate Even when the layers are sintered, the photovoltaic performance can be improved by about 10 to 20%.

本発明は、支持体としてガラスに比較して柔軟なプラスチック基材を用いながら、十分な量の色素を吸着し高い電荷輸送効率を得ることのできる、光発電性能の高い色素増感型太陽電池を製造できる、色素増感型太陽電池用電極を提供することを目的とする。   The present invention provides a dye-sensitized solar cell with high photovoltaic power generation capability that can adsorb a sufficient amount of dye and obtain high charge transport efficiency while using a flexible plastic substrate as compared with glass as a support. An object of the present invention is to provide a dye-sensitized solar cell electrode.

すなわち本発明は、ポリエステルフィルム、その一方の面に設けられた透明導電層、および透明導電層のうえに設けられた金属酸化物粒子からなる多孔質半導体層から構成される色素増感型太陽電池用電極において、金属酸化物粒子は結晶性粒子Aを5〜95重量%および結晶性粒子Bを5〜95重量%からなり、結晶性粒子Aは下記条件を全て満足し、かつ該粒子Aの結晶サイズが38nm以上であり、結晶性粒子Bはその結晶サイズが12nm以下であることを特徴とし、該結晶サイズはX線回折測定における結晶面由来の回折ピークのうち最もピーク強度が大きい回折ピークの半値幅から求められたものである、色素増感型太陽電池用電極である。
5 ≦ dla/dsa ≦ 20
50 ≦ dsa ≦ 250
(ここで、dlaは結晶性粒子Aの平均粒子最大径(nm)、dsaは結晶性粒子Aの平均粒子最小径(nm)であり、ここで平均粒子最大径は粒子最大径の平均値で表され、該粒子最大径は電子顕微鏡で観察される粒子の平面図について粒子の輪郭に外接する2本の平行な線の間隔が最も広くなるときの平行線間の距離であり、また平均粒子最小径は粒子最小径の平均値で表され、前記2本の平行な線の間隔が最も狭くなるときの平行線間の距離である。)
That is, the present invention relates to a dye-sensitized solar cell comprising a polyester film, a transparent conductive layer provided on one surface thereof, and a porous semiconductor layer comprising metal oxide particles provided on the transparent conductive layer. in use the electrode, the metal oxide particles become 5 to 95% by weight of crystalline particles a and the crystalline particles B from 5 to 95 wt%, crystalline particles a will satisfy all the following conditions, and the particles a The crystal size is 38 nm or more, and the crystalline particle B has a crystal size of 12 nm or less. The crystal size is a diffraction having the highest peak intensity among diffraction peaks derived from a crystal plane in X-ray diffraction measurement. This is an electrode for a dye-sensitized solar cell, which is obtained from the half width of the peak .
5 ≦ dla / dsa ≦ 20
50 ≦ dsa ≦ 250
(Here, dla average particle maximum diameter of the crystalline particles A (nm), dsa is Ri average particle minimum diameter (nm) der crystalline particles A, wherein an average particle maximum diameter is the average value of the particle maximum diameter The maximum particle diameter is a distance between parallel lines when the distance between two parallel lines circumscribing the particle outline is the widest in the plan view of the particles observed with an electron microscope, and the average particle minimum diameter is represented by the average value of the particle minimum diameter, Ru distance der between the parallel line when the distance between the two parallel lines is narrowest.)

本発明によれば、支持体としてガラスに比較して柔軟なプラスチック基材を用いながら、十分な量の色素を吸着し高い電荷輸送効率を得ることのできる、光発電性能の高い色素増感型太陽電池を製造できる、色素増感型太陽電池用電極を提供することができる。   According to the present invention, a dye-sensitized dye having high photovoltaic power generation performance capable of adsorbing a sufficient amount of dye and obtaining high charge transport efficiency while using a flexible plastic substrate as compared with glass as a support. A dye-sensitized solar cell electrode capable of producing a solar cell can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
[多孔質半導体層]
多孔質半導体層を構成する金属酸化物粒子としては、金属酸化物半導体の粒子を用いる。金属酸化物半導体としては、n型半導体である酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)を用いることが好ましい。これらの金属酸化物の複数を複合させたものを用いてもよい。
多孔質半導体層は、金属酸化物粒子の分散液である塗液を透明導電層のうえに塗布することにより形成され、さらに加熱および乾燥することによって透明導電層のうえに固定化される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Porous semiconductor layer]
As the metal oxide particles constituting the porous semiconductor layer, metal oxide semiconductor particles are used. As the metal oxide semiconductor, it is preferable to use titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), or tin oxide (SnO 2 ), which are n-type semiconductors. A composite of a plurality of these metal oxides may be used.
The porous semiconductor layer is formed by applying a coating liquid, which is a dispersion of metal oxide particles, on the transparent conductive layer, and is further fixed on the transparent conductive layer by heating and drying.

金属酸化物粒子は、下記結晶粒子Aの5〜95重量%および下記結晶性粒子Bの5〜95重量%からなる。結晶性粒子Aの割合は、好ましくは20〜80重量%、さらに好ましくは40〜60重量である。結晶性粒子Aの割合が5重量%未満であると電荷輸送効率を高める効果が発揮されず、色素増感型太陽電池を作成したときに十分な光発電効率が得られない。結晶性粒子Bの割合は、好ましくは20〜80重量%、特に好ましくは40〜60重量%である。この範囲で用いることにより色素吸着量を増加させることができる。   The metal oxide particles comprise 5 to 95% by weight of the following crystal particles A and 5 to 95% by weight of the following crystalline particles B. The ratio of the crystalline particles A is preferably 20 to 80% by weight, more preferably 40 to 60% by weight. When the proportion of the crystalline particles A is less than 5% by weight, the effect of increasing the charge transport efficiency is not exhibited, and sufficient photovoltaic efficiency cannot be obtained when a dye-sensitized solar cell is produced. The proportion of the crystalline particles B is preferably 20 to 80% by weight, particularly preferably 40 to 60% by weight. By using in this range, the amount of dye adsorption can be increased.

[結晶性粒子A]
結晶性粒子Aは下記条件を全て満足する。この条件については後述する。
5 ≦ dla/dsa ≦ 20
50 ≦ dsa ≦ 250
ここで、dsaは結晶性粒子Aの平均粒子最小径(nm)、dlaは結晶性粒子Aの平均粒子最大径(nm)である。
[Crystalline Particle A]
The crystalline particles A satisfy all of the following conditions. This condition will be described later.
5 ≦ dla / dsa ≦ 20
50 ≦ dsa ≦ 250
Here, dsa is the average particle minimum diameter (nm) of the crystalline particles A, and dla is the average particle maximum diameter (nm) of the crystalline particles A.

[平均粒子最小径dsa]
結晶性粒子Aの平均粒子最小径dsaは50〜250nm、好ましくは70〜200nmである。50nm未満であると粒子の結晶性が低下するため電荷輸送効率が低下し、色素増感型太陽電池を作成したときに十分な光発電効率が得られなくなる。250nmを超えると表面積が大きくなりすぎて色素の吸着量が低下し、色素増感型太陽電池を作成したときに十分な光発電効率が得られなくなる。
[Average particle minimum diameter dsa]
The average particle minimum diameter dsa of the crystalline particles A is 50 to 250 nm, preferably 70 to 200 nm. If it is less than 50 nm, the crystallinity of the particles is lowered, so that the charge transport efficiency is lowered, and sufficient photovoltaic power generation efficiency cannot be obtained when a dye-sensitized solar cell is produced. If it exceeds 250 nm, the surface area becomes too large and the amount of dye adsorbed decreases, so that sufficient photovoltaic power generation efficiency cannot be obtained when a dye-sensitized solar cell is produced.

ここで、平均粒子最小径は粒子最小径の平均値である。そして、粒子最小径は、電子顕微鏡で観察される粒子の平面図について粒子の輪郭に外接する2本の平行な線の間隔が最も狭くなるときの平行線間の距離である。   Here, the average particle minimum diameter is an average value of the particle minimum diameter. The particle minimum diameter is a distance between parallel lines when the interval between two parallel lines circumscribing the particle outline in the plan view of the particles observed with an electron microscope is the smallest.

[平均粒子最大径dla]
結晶性粒子Aの平均粒子最大径dlaは、好ましくは500〜4000nm、さらに好ましくは1000〜2500nmである。500nm未満であると電荷輸送効率が低下し光発電効率が低下して好ましくない。4000nmを超えると色素吸着量が低下し光発電効率が低下して好ましくない。
[Average maximum particle diameter dla]
The average particle maximum diameter dla of the crystalline particles A is preferably 500 to 4000 nm, more preferably 1000 to 2500 nm. If it is less than 500 nm, the charge transport efficiency is lowered, and the photovoltaic power generation efficiency is lowered, which is not preferable. If it exceeds 4000 nm, the amount of dye adsorbed decreases, and the photovoltaic power generation efficiency decreases, which is not preferable.

ここで、平均粒子最大径は粒子最大径の平均値である。そして、粒子最大径は、電子顕微鏡で観察される粒子の平面図について粒子の輪郭に外接する2本の平行な線の間隔が最も広くなるときの平行線間の距離である。   Here, the average particle maximum diameter is an average value of the particle maximum diameter. The maximum particle diameter is a distance between parallel lines when the interval between two parallel lines circumscribing the outline of the particle is the largest in the plan view of the particle observed with an electron microscope.

[dla/dsa]
結晶性粒子Aの平均粒子最大径dlaと平均粒子最小径dsaとの比dla/dsaは5〜20である。5未満であると電荷輸送効率が低下し光発電効率が低下する。20を超えると粒子の分散が劣り均一な構造の多孔質半導体層を形成できない。
[Dla / dsa]
The ratio dla / dsa between the average particle maximum diameter dla and the average particle minimum diameter dsa of the crystalline particles A is 5 to 20. If it is less than 5, the charge transport efficiency is lowered and the photovoltaic power generation efficiency is lowered. If it exceeds 20, the dispersion of the particles is inferior and a porous semiconductor layer having a uniform structure cannot be formed.

[結晶性粒子Aの結晶サイズ]
結晶性粒子Aの平均最小粒子径dsaと結晶性粒子Aの結晶サイズdxaは、好ましくは下記条件を満足する。
1.5 ≦ dsa/dxa ≦ 5.0
上記dsa/dxaが1.5未満であると電荷輸送効率が低下して好ましくない。5.0を超えると色素の吸着量が低下して好ましくない。ここで、dsaは結晶性粒子Aの平均最小粒子径(nm)、dxaは結晶性粒子Aの結晶サイズ(nm)である。
[Crystal size of crystalline particles A]
The average minimum particle diameter dsa of the crystalline particles A and the crystal size dxa of the crystalline particles A preferably satisfy the following conditions.
1.5 ≦ dsa / dxa ≦ 5.0
If the dsa / dxa is less than 1.5, the charge transport efficiency is undesirably lowered. If it exceeds 5.0, the amount of dye adsorbed is undesirably lowered. Here, dsa is the average minimum particle diameter (nm) of the crystalline particles A, and dxa is the crystal size (nm) of the crystalline particles A.

[結晶性粒子Aの製造方法]
結晶性粒子Aは、例えば、特開平7−2598号公報に記載されている方法に従って製造することができる。すなわち、四塩化チタン水溶液を加熱加水分解して、遊離塩酸を含む含水酸化チタンスラリーを生成し、得られた該スラリーにアルカリ金属化合物を添加して、塩化アルカリ金属塩を形成させた後オキシリン化合物を添加し、次いで脱水し、しかる後該脱水ケーキを700〜1000℃で焼成する方法である。この方法においては、含水酸化チタンスラリーのpHを調整することによって、平均粒子最小粒径および平均粒子最大粒径を調整することができ、脱水ケーキを焼成する温度および時間によって、結晶サイズを調整することができる。
[Method for Producing Crystalline Particle A]
The crystalline particles A can be produced, for example, according to the method described in JP-A-7-2598. That is, a titanium tetrachloride aqueous solution is hydrolyzed by heating to produce a hydrous titanium oxide slurry containing free hydrochloric acid, and an alkali metal compound is added to the obtained slurry to form an alkali chloride metal salt, and then an oxyline compound Is added, then dehydrated, and then the dehydrated cake is baked at 700 to 1000 ° C. In this method, the average particle minimum particle size and the average particle maximum particle size can be adjusted by adjusting the pH of the hydrous titanium oxide slurry, and the crystal size is adjusted by the temperature and time for baking the dehydrated cake. be able to.

[多孔質半導体層の形成]
多孔質半導体層を設けるために使う塗液は、金属酸化物の粒子を分散媒に分散させた分散液である。分散媒としては、水または有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としてはアルコールが好ましい。分散媒への分散の際には、必要に応じて分散助剤を少量添加してもよい。分散助剤としては、例えば界面活性剤、酸、キレート剤を用いることができる。
[Formation of porous semiconductor layer]
The coating liquid used for providing the porous semiconductor layer is a dispersion liquid in which metal oxide particles are dispersed in a dispersion medium. As the dispersion medium, water or an organic solvent can be used. As the organic solvent, alcohol is preferred. When dispersing in a dispersion medium, a small amount of a dispersion aid may be added as necessary. As the dispersion aid, for example, a surfactant, an acid, and a chelating agent can be used.

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

塗布は、多孔質半導体粒子の量が支持体1m2当り、好ましくは0.5〜20g/m2、さらに好ましくは5〜10g/m2となるように行なう。 Coating a porous amount of the semiconductor particles support 1 m 2 per preferably 0.5 to 20 g / m 2, more preferably performed such that 5 to 10 g / m 2.

塗液を塗設したあと熱処理を行ない、多孔質半導体層を形成する。この加熱処理は、時の乾燥工程で行なってもよく、乾燥後の別工程で行なってもよい。加熱処理は、好ましくは170〜250℃で1〜120分間、さらに好ましくは180〜230℃で3〜90分間、特に好ましくは190〜220℃で5〜60分間である。この加熱処理を行うことで、ポリエステルフィルム支持体の加熱による変形を防ぎながら多孔質半導体層の抵抗上昇を小さくすることができる。   After coating the coating liquid, heat treatment is performed to form a porous semiconductor layer. This heat treatment may be performed in the drying process at the time, or may be performed in a separate process after drying. The heat treatment is preferably performed at 170 to 250 ° C. for 1 to 120 minutes, more preferably 180 to 230 ° C. for 3 to 90 minutes, and particularly preferably 190 to 220 ° C. for 5 to 60 minutes. By performing this heat treatment, an increase in resistance of the porous semiconductor layer can be reduced while preventing deformation of the polyester film support due to heating.

最終的な多孔質半導体層の厚さは、好ましくは1〜30μm、さらに好ましくは2〜10μmである。特に透明度を高める場合には2〜6μmが最も好ましい。   The final porous semiconductor layer has a thickness of preferably 1 to 30 μm, more preferably 2 to 10 μm. In particular, when the transparency is increased, 2 to 6 μm is most preferable.

さらに、多孔質半導体層を構成することになる金属酸化物粒子に対して粒子が強く吸収する紫外光などを照射したり、マイクロ波を照射して微粒子層を加熱することにより、粒子の間の物理的接合を強める処理を行ってもよい。   Furthermore, by irradiating the metal oxide particles constituting the porous semiconductor layer with ultraviolet light or the like that the particles strongly absorb, or by irradiating microwaves to heat the fine particle layer, You may perform the process which strengthens physical joining.

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

なお、多孔質半導体を担持する透明導電層が対極と電気的に短絡することを防止するな
どの目的のため、予め透明導電層の上に下塗り層を設けておくこともできる。この下塗り層としては、TiO2、SnO2、ZnO、Nb25、特にTiO2が好ましい。この下塗り層は、例えばElectrochim、Acta40、643〜652(1995)に記載されているスプレーパイロリシス法の他、スパッタ法などにより設けることができる。この下塗り層の膜厚は、好ましくは5〜1000nm以下、さらに好ましくは10〜500nmである。
For the purpose of preventing the transparent conductive layer carrying the porous semiconductor from being electrically short-circuited with the counter electrode, an undercoat layer may be provided on the transparent conductive layer in advance. As the undercoat layer, TiO 2 , SnO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 , particularly TiO 2 is preferable. This undercoat layer can be provided by, for example, a sputtering method in addition to the spray pyrolysis method described in Electrochim, Acta 40, 643 to 652 (1995). The thickness of the undercoat layer is preferably 5 to 1000 nm or less, more preferably 10 to 500 nm.

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

かかるポリエステルの具体例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレン−2,6−ナフタレート等を例示することができ、これらの共重合体またはこれと小割合の他樹脂とのブレンドであってもよい。これらのポリエステルのうち、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが力学的物性や光学物性等のバランスが良いので好ましい。   Specific examples of such polyesters include polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene isophthalate, polybutylene terephthalate, poly (1,4-cyclohexylenedimethylene terephthalate), polyethylene-2,6-naphthalate, and the like. It may be a blend of these copolymers or a small proportion of other resins. Among these polyesters, polyethylene terephthalate and polyethylene-2,6-naphthalate are preferable because of a good balance between mechanical properties and optical properties.

特にポリエチレン−2,6−ナフタレートは機械的強度の大きさ、熱収縮率の小ささ、加熱時のオリゴマー発生量の少なさなどの点でポリエチレンテレフタレートに勝っているので最も好ましい。   In particular, polyethylene-2,6-naphthalate is most preferable because it is superior to polyethylene terephthalate in terms of mechanical strength, small thermal shrinkage, and a small amount of oligomer generated during heating.

ポリエチレンテレフタレートとしては、エチレンテレフタレート単位を好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95%以上、特に好ましくは97%以上有するものを用いる。ポリエチレン−2,6−ナフタレートとしては、ポリエチレン−2,6−ナフタレート単位を好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95%以上、特に好ましくは97%以上有するものを用いる。   As the polyethylene terephthalate, those having an ethylene terephthalate unit of preferably 90 mol% or more, more preferably 95% or more, particularly preferably 97% or more are used. As the polyethylene-2,6-naphthalate, those having a polyethylene-2,6-naphthalate unit of preferably 90 mol% or more, more preferably 95% or more, particularly preferably 97% or more are used.

ポリエステルは、ホモポリマーでも、第三成分を共重合したコポリマーでもよいが、ホモポリマーが好ましい。   The polyester may be a homopolymer or a copolymer obtained by copolymerizing the third component, but a homopolymer is preferred.

ポリエステルの固有粘度は、好ましくは0.40dl/g以上、さらに好ましくは0.40〜0.90dl/gである。固有粘度が0.40dl/g未満では工程切断が多発することがあり好ましくなく、0.90dl/gを超えると溶融粘度が高いため溶融押出しが困難になり、重合時間が長く不経済であり好ましくない。   The intrinsic viscosity of the polyester is preferably 0.40 dl / g or more, more preferably 0.40 to 0.90 dl / g. If the intrinsic viscosity is less than 0.40 dl / g, process cutting may occur frequently, which is not preferable, and if it exceeds 0.90 dl / g, melt extrusion becomes difficult because of high melt viscosity, and the polymerization time is long and uneconomical. Absent.

ポリエステルは従来公知の方法で得ることができる。例えば、ジカルボン酸とグリコールの反応で直接低重合度ポリエステルを得る方法で得ることができる。また、ジカルボン酸の低級アルキルエステルとグリコールとをエステル交換反応触媒を用いて反応させた後、重合反応触媒の存在下で重合反応を行う方法で得ることができる。   Polyester can be obtained by a conventionally known method. For example, it can be obtained by a method of directly obtaining a low-polymerization degree polyester by reaction of dicarboxylic acid and glycol. Alternatively, it can be obtained by a method in which a lower alkyl ester of dicarboxylic acid and glycol are reacted with each other using a transesterification catalyst, and then a polymerization reaction is performed in the presence of a polymerization reaction catalyst.

エステル交換反応触媒としては、従来公知のもの、例えばナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、マンガン、コバルトを含む化合物を用いることができる。   As the transesterification reaction catalyst, conventionally known compounds such as sodium, potassium, magnesium, calcium, zinc, strontium, titanium, zirconium, manganese, and cobalt can be used.

重合反応触媒としては、従来公知のもの、例えば三酸化アンチモン、五酸化アンチモンのようなアンチモン化合物、二酸化ゲルマニウムで代表されるようなゲルマニウム化合物、テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラフェニルチタネートまたはこれらの部分加水分解物、蓚酸チタニルアンモニウム、蓚酸チタニルカリウム、チタントリスアセチルアセトネートのようなチタン化合物を用いることができる。   Examples of the polymerization reaction catalyst include conventionally known ones, for example, antimony compounds such as antimony trioxide and antimony pentoxide, germanium compounds represented by germanium dioxide, tetraethyl titanate, tetrapropyl titanate, tetraphenyl titanate or a portion thereof. Titanium compounds such as hydrolysates, titanyl ammonium oxalate, potassium titanyl oxalate, and titanium trisacetylacetonate can be used.

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

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

本発明におけるポリエステルフィルムは、実質的に粒子を含有しないことが好ましい。粒子を含有していると高透明性が損なわれたり、表面が粗面化し透明導電層の加工が困難になることがある。フィルムのヘーズ値は、好ましくは1.5%以下、更に好ましくは1.0%以下、特に好ましくは0.5%以下である。   It is preferable that the polyester film in the present invention contains substantially no particles. If the particles are contained, high transparency may be impaired, or the surface may become rough and it may be difficult to process the transparent conductive layer. The haze value of the film is preferably 1.5% or less, more preferably 1.0% or less, and particularly preferably 0.5% or less.

本発明におけるポリエステルフィルムは、波長370nmにおける光線透過率が3%以下、400nmでの光線透過率が70%以上であることが好ましい。この光線透過率は、、2,6−ナフタレンジカルボン酸のような紫外線を吸収するモノマーを構成成分とするポリエステルを用いることにより、また紫外線吸収剤をポリエステルに含有させることにより得ることができる。   The polyester film in the present invention preferably has a light transmittance at a wavelength of 370 nm of 3% or less and a light transmittance at 400 nm of 70% or more. This light transmittance can be obtained by using a polyester containing a monomer that absorbs ultraviolet rays, such as 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and by incorporating an ultraviolet absorber in the polyester.

この際用いる紫外線吸収剤としては、例えば2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−p−フェニレンビス(6−メチル−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−p−フェニレンビス(6−クロロ−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−(4,4’−ジフェニレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)および2,2’−(2,6−ナフチレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)などの環状イミノエステル化合物を用いることができる。   Examples of the ultraviolet absorber used in this case include 2,2′-p-phenylenebis (3,1-benzoxazin-4-one) and 2,2′-p-phenylenebis (6-methyl-3,1- Benzoxazin-4-one), 2,2′-p-phenylenebis (6-chloro-3,1-benzoxazin-4-one), 2,2 ′-(4,4′-diphenylene) bis (3 , 1-benzoxazin-4-one) and 2,2 ′-(2,6-naphthylene) bis (3,1-benzoxazin-4-one) and the like can be used.

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

本発明におけるポリエステルフィルムの厚みは、好ましくは10〜500μm、さらに好ましくは20〜400μm、特に好ましくは50〜300μmである。   The thickness of the polyester film in the present invention is preferably 10 to 500 μm, more preferably 20 to 400 μm, and particularly preferably 50 to 300 μm.

次に、本発明のポリエステルフィルムの好ましい製造方法について説明する。なおガラス転位温度をTgと略記する。   Next, the preferable manufacturing method of the polyester film of this invention is demonstrated. The glass transition temperature is abbreviated as Tg.

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

[透明導電層]
本発明における透明導電層としては、例えば導電性の金属酸化物(フッ素ドープ酸化スズ、インジウム−スズ複合酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛複合酸化物(IZO)、金属の薄膜(例えば白金、金、銀、銅、アルミニウムなど)、炭素材料を用いることができる。この透明導電層は2種以上を積層したり、複合化させたものでもよい。これらのなかでもITOおよびIZOは、光線透過率が高く低抵抗であるため、特に好ましい。
[Transparent conductive layer]
Examples of the transparent conductive layer in the present invention include conductive metal oxides (fluorine-doped tin oxide, indium-tin composite oxide (ITO), indium-zinc composite oxide (IZO), metal thin films (for example, platinum, gold, etc.). , Silver, copper, aluminum, etc.), carbon materials can be used, and the transparent conductive layer may be a laminate or composite of two or more types, among which ITO and IZO have light transmittance. Is particularly preferable because of its high resistance and low resistance.

透明導電層の表面抵抗は、好ましくは100Ω/□以下、さらに好ましくは40Ω/□以下である。100Ω/□を超えると電池内抵抗が大きくなりすぎて光発電効率が低下すて好ましくない。   The surface resistance of the transparent conductive layer is preferably 100Ω / □ or less, more preferably 40Ω / □ or less. If it exceeds 100Ω / □, the resistance in the battery becomes too large and the photovoltaic power generation efficiency is lowered, which is not preferable.

透明導電層の厚みは、好ましくは100〜500nmである。100nm未満であると十分に表面抵抗値を低くすることができず、500nmを超えると光線透過率が低下するとともに、透明導電層がわれやすくなり好ましくない。   The thickness of the transparent conductive layer is preferably 100 to 500 nm. If it is less than 100 nm, the surface resistance value cannot be lowered sufficiently, and if it exceeds 500 nm, the light transmittance is lowered and the transparent conductive layer is easily broken, which is not preferable.

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

上記性質を備える透明導電層は、例えばITOやIZOを用いて透明導電層を形成し、下記のいずれかの方法で加工を施すことにより得ることができる。
(1)酸性もしくはアルカリ性溶液で透明導電層表面を活性化する方法
(2)紫外線や電子線を透明導電層表面に照射して活性化する方法
(3)コロナ処理やプラズマ処理を施して透明導電層表面を活性化する方法
中でもプラズマ処理により表面を活性化する方法は、高い表面張力が得られるため特に好ましい。
A transparent conductive layer having the above properties can be obtained by forming a transparent conductive layer using, for example, ITO or IZO and processing it by any of the following methods.
(1) Method of activating the surface of the transparent conductive layer with an acidic or alkaline solution (2) Method of activating by irradiating the surface of the transparent conductive layer with ultraviolet rays or an electron beam (3) Transparent conductivity by applying corona treatment or plasma treatment Method for activating layer surface Among these, the method for activating the surface by plasma treatment is particularly preferred because high surface tension can be obtained.

[易接着層]
ポリエステルフィルムと透明導電層との密着性を向上させるために、ポリエステルフィルムと透明導電層の間に易接着層を設けることが好ましい。易接着層の厚みは好ましくは10〜200nm、さらに好ましくは20〜150nmである。易接着層の厚みが10nm未満であると密着性を向上させる効果が乏しく、200nmを超えると易接着層の凝集破壊が発生しやすくなり密着性が低下することがあり好ましくない。
[Easily adhesive layer]
In order to improve the adhesion between the polyester film and the transparent conductive layer, it is preferable to provide an easy adhesion layer between the polyester film and the transparent conductive layer. The thickness of the easy adhesion layer is preferably 10 to 200 nm, more preferably 20 to 150 nm. If the thickness of the easy-adhesion layer is less than 10 nm, the effect of improving the adhesion is poor, and if it exceeds 200 nm, cohesive failure of the easy-adhesion layer tends to occur and the adhesion may be lowered.

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

易接着層は、ポリエステルフィルムと透明導電層の双方に優れた接着性を有する素材からなることが好ましく、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、シリコンアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリシロキサン樹脂を用いることができる。これらの樹脂は単独で用いても良く、2種以上の混合物として用いてもよい。   The easy adhesion layer is preferably made of a material having excellent adhesion to both the polyester film and the transparent conductive layer. For example, a polyester resin, an acrylic resin, a urethane acrylic resin, a silicon acrylic resin, a melamine resin, or a polysiloxane resin is used. be able to. These resins may be used alone or as a mixture of two or more.

[ハードコート層]
ポリエステルフィルムと透明導電層との密着性、特に密着の耐久性を向上させるために、易接着層と透明導電層との間にハードコート層を設けてもよい。ハードコート層の厚みは好ましくは0.01〜20μm、さらに好ましくは1〜10μmである。
[Hard coat layer]
In order to improve the adhesion between the polyester film and the transparent conductive layer, particularly the durability of the adhesion, a hard coat layer may be provided between the easy adhesion layer and the transparent conductive layer. The thickness of the hard coat layer is preferably 0.01 to 20 μm, more preferably 1 to 10 μm.

ハードコート層を設ける場合、易接着層を設けたポリエステルフィルム上に塗工により設けることが好ましい。ハードコート層は、易接着層と透明導電層の双方に優れた密着性を有する素材からなることが好ましく、例えばアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、UV硬化系樹脂、エポキシ系樹脂といった樹脂成分やこれらと無機粒子の混合物を用いることができる。無機粒子としては、例えばアルミナ、シリカ、マイカの粒子を用いることができる。   When providing a hard-coat layer, it is preferable to provide by coating on the polyester film which provided the easily bonding layer. The hard coat layer is preferably made of a material having excellent adhesion to both the easy adhesion layer and the transparent conductive layer, such as an acrylic resin, a urethane resin, a silicon resin, a UV curable resin, and an epoxy resin. A resin component or a mixture of these and inorganic particles can be used. As the inorganic particles, for example, alumina, silica, and mica particles can be used.

[反射防止層]
本発明においては、光線透過率を上げて光発電効率を高めることを目的として、透明導電層とは反対側の面に反射防止層を設けるてもよい。
[Antireflection layer]
In the present invention, an antireflection layer may be provided on the surface opposite to the transparent conductive layer for the purpose of increasing the light transmittance and increasing the photovoltaic power generation efficiency.

反射防止層を設ける方法としては、ポリエステルフィルムの屈折率とは異なる屈折率を有する素材を単層もしくは2層以上に積層形成する方法が好ましい。単層構造の場合は、基材フィルムよりも小さな屈折率を有する素材を使用するのがよく、また2層以上の多層構造とする場合は、積層フィルムと隣接する層はポリエステルフィルムよりも大さな屈折率を有する素材とし、その上に積層される層には、これよりも小さな屈折率を有する素材を選択することが好ましい。   As a method for providing the antireflection layer, a method in which a material having a refractive index different from the refractive index of the polyester film is laminated in a single layer or two or more layers is preferable. In the case of a single layer structure, it is better to use a material having a refractive index smaller than that of the base film, and in the case of a multilayer structure of two or more layers, the layer adjacent to the laminated film is larger than the polyester film. It is preferable to select a material having a refractive index smaller than that of a material having a high refractive index and a layer laminated thereon.

この様な反射防止層を構成する素材としては、有機材料、無機材料の如何を問わず上記屈折率の関係を満足するものであればよいが、好ましくは、CaF2,MgF2,NaAlF4,SiO2,ThF4,ZrO2,Nd23,SnO2,TiO2,Ce、O2,ZnS,In23からなる群から選ばれる誘電体を用いる。 The material constituting such an antireflection layer is not particularly limited as long as it satisfies the above-described refractive index relationship, regardless of whether it is an organic material or an inorganic material. Preferably, CaF 2 , MgF 2 , NaAlF 4 , A dielectric selected from the group consisting of SiO 2 , ThF 4 , ZrO 2 , Nd 2 O 3 , SnO 2 , TiO 2 , Ce, O 2 , ZnS, and In 2 O 3 is used.

反射防止層を積層する方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、イオンプレーテイング法などのドライコーティング法を用いることができ、また例えばグラビア方式、リバース方式、ダイ方式などのウェットコーティング法を用いることができる。   As a method of laminating the antireflection layer, for example, a dry coating method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, or an ion plating method can be used, and a wet coating such as a gravure method, a reverse method, or a die method is used. Can be used.

反射防止層の積層に先立って、コロナ放電処理、プラズマ処理、スパッタエッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、プライマ処理、易接着処理などの前処理を施してもよい。   Prior to the lamination of the antireflection layer, pretreatment such as corona discharge treatment, plasma treatment, sputter etching treatment, electron beam irradiation treatment, ultraviolet irradiation treatment, primer treatment, and easy adhesion treatment may be performed.

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

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

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

(3)光線透過率
(株)島津製作所製分光光度計MPC3100を用い、波長370nmおよび400nmの光線透過率を測定した。
(3) Light transmittance The light transmittance at wavelengths of 370 nm and 400 nm was measured using a spectrophotometer MPC3100 manufactured by Shimadzu Corporation.

(4)塗布層の厚み
フィルムの小片をエポキシ樹脂(リファインテック(株)製エポマウント)中に包埋し、Reichert−Jung社製Microtome2050を用いて包埋樹脂ごと50nm厚さにスライスし、透過型電子顕微鏡(トプコンLEM−2000)にて加速電圧100KV、倍率10万倍にて観察し、塗膜層の厚みを測定した。
(4) Thickness of coating layer A small piece of film is embedded in an epoxy resin (Epomount manufactured by Refinetech Co., Ltd.), sliced to a thickness of 50 nm together with the embedded resin using Microtome 2050 manufactured by Reichert-Jung, and transmitted. The thickness of the coating layer was measured with a scanning electron microscope (Topcon LEM-2000) at an acceleration voltage of 100 KV and a magnification of 100,000.

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

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

式1〜5の連立方程式を解くことにより、透明導電性薄膜の表層張力γs=γsd+γspを算出できる。この時、水の表面張力(γw):72.8mN/m、よう化メチレンの表面張力(γy):50.5mN/m、水の表面張力の分散性成分(γwd):21.8mN/m、水の表面張力の極性成分(γwp):51.0mN/m、ヨウ化メチレンの表面張力の分散性成分(γyd):49.5mN/m、ヨウ化メテレンの表面張力の極性成分(γyp):1.3mN/mを用いた。 By solving the simultaneous equations of Equations 1 to 5, the surface tension γ s = γ sd + γ sp of the transparent conductive thin film can be calculated. At this time, the surface tension of water (γ w ): 72.8 mN / m, the surface tension of methylene iodide (γ y ): 50.5 mN / m, the dispersive component of the surface tension of water (γ wd ): 21. 8 mN / m, polar component of surface tension of water (γ wp ): 51.0 mN / m, dispersive component of surface tension of methylene iodide (γ y d): 49.5 mN / m, surface tension of methylene iodide Polar component (γ yp ): 1.3 mN / m was used.

(7)平均粒子最大径、平均粒子最小径、平均粒子径
粒子のスラリーをメタノールと水の混合溶媒で希釈し、粒子を分散してコロジオン膜に固定し、透過電子顕微鏡(トプコンLEM−2000)にて加速電圧100KVで、粒子の大きさに応じて10,000倍から50,000倍の範囲で分散し独立した粒子を観察する。観察した粒子の平面図に対して、粒子の輪郭に外接する平行な2本の線を引いたときに、その間隔が最も広くなるときの平行線間の距離を粒子最大径、間隔が最も狭くなるときの平行線間の距離を粒子最小径とした。粒子最大径と粒子最小径との平均値を粒子径とした。任意に選んだ1000個の粒子について測定を行い、粒子最大径の平均値を平均粒子最大径、粒子最小径の平均値を平均粒子最小径、粒子径の平均値を平均粒子径とした。
(7) Average particle maximum diameter, average particle minimum diameter, average particle diameter Particle slurry is diluted with a mixed solvent of methanol and water, the particles are dispersed and fixed to a collodion membrane, and a transmission electron microscope (Topcon LEM-2000) At accelerating voltage 100KV, independent particles dispersed and observed in the range of 10,000 to 50,000 times depending on the size of the particles are observed. When drawing two parallel lines circumscribing the outline of the particle against the plan view of the observed particle, the distance between the parallel lines when the distance is the largest is the largest particle diameter and the smallest distance. The distance between the parallel lines was defined as the minimum particle diameter. The average value of the maximum particle diameter and the minimum particle diameter was defined as the particle diameter. Measurement was performed on 1000 particles arbitrarily selected, and the average value of the maximum particle size was defined as the average maximum particle size, the average value of the minimum particle size was defined as the average minimum particle size, and the average particle size was defined as the average particle size.

(8)粒子の結晶サイズ
粉末X線回折装置(理学電機RINT2500HL)を用いて、以下の条件にて測定した。X線源としてCuK−αをもちいて、発散スリット1/2°、散乱スリット1/2°、受光スリット0.15mm、スキャンスピード1.000°/分の条件で2Θ角度10°から80°まで測定し、Pseudo Voight ピークモデルを用いた多重ピーク分離法により、結晶面由来の回折ピーク、アモルファス由来のハロー、バックグラウンドを分離する。結晶面由来の回折ピークの内、最もピーク強度が大きい回折ピークの半値幅から、下記Scherrerの式を用いて、結晶サイズを算出した。
(8) Crystal size of particle It measured on condition of the following using the powder X-ray diffractometer (Rigaku Denki RINT2500HL). Using CuK-α as an X-ray source, diverging slit 1/2 °, scattering slit 1/2 °, light receiving slit 0.15 mm, scanning speed 1.000 ° / min from 2Θ angle 10 ° to 80 ° Measure and separate the diffraction peak derived from the crystal plane, the halo derived from the amorphous, and the background by a multiple peak separation method using the Pseudo Voice peak model. The crystal size was calculated from the half-width of the diffraction peak having the highest peak intensity among the diffraction peaks derived from the crystal plane, using the Scherrer equation below.

Figure 0004922568
ここで、λはX線の波長(nm)、Bは回折ピークの半値幅(°)θはブラッグ角(°)である。
Figure 0004922568
Here, λ is the X-ray wavelength (nm), B is the half-width (°) θ of the diffraction peak, and B is the Bragg angle (°).

(9)I−V特性(光電流−電圧特性)
25mm大の色素増感太陽電池を形成し、下記の方法で光発電効率を算出した。500Wのキセノンランプ(ウシオ電気社製)に太陽光シミュレーション用補正フィルター(オリエール社製AM1.5Global)を装着し、上記の光発電装置に対し、入射光強度が100mW/cmの模擬太陽光を、水平面に対する入射角度を様々変えて照射した。システムは屋内、気温18℃、湿度50%の雰囲気に静置した。電流電圧測定装置(ケースレー製ソースメジャーユニット238型)を用いて、システムに印加する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、光発電効率を算出した。
(9) IV characteristics (photocurrent-voltage characteristics)
A 25 mm 2 large dye-sensitized solar cell was formed, and the photovoltaic power generation efficiency was calculated by the following method. A 500 W xenon lamp (made by USHIO ELECTRIC CO., LTD.) Is equipped with a correction filter for sunlight simulation (AM1.5 Global made by Oriel), and simulated solar light with an incident light intensity of 100 mW / cm 2 is applied to the above photovoltaic power generation device. Irradiation was performed by changing the incident angle with respect to the horizontal plane. The system was left indoors at a temperature of 18 ° C. and a humidity of 50%. Using a current-voltage measuring device (Keutley source measure unit 238 type), the DC voltage applied to the system is scanned at a constant speed of 10 mV / second, and the photocurrent output from the device is measured, so that photocurrent-voltage The characteristics were measured, and the photovoltaic power generation efficiency was calculated.

<酸化半導体粒子の調製>
TiO濃度207.9g/リットルの四塩化チタン水溶液をTiO重量基準で462.5g相当量を、5リットルの四つ口フラスコの採取し撹拌下75℃に加温し、次いで予め分散させたルチル型種晶スラリーをTiO重量基準で37.5g相当量添加し、75℃で2時間加熱加水分解させてTiO濃度163.2g/リットルのルチル結晶の二酸化チタンスラリーを2941ml得た。
<Preparation of oxide semiconductor particles>
An aqueous solution of titanium tetrachloride having a TiO 2 concentration of 207.9 g / liter, equivalent to 462.5 g based on the weight of TiO 2 , was collected from a 5-liter four-necked flask, heated to 75 ° C. with stirring, and then dispersed in advance. An equivalent amount of 37.5 g of the rutile seed crystal slurry was added based on the weight of TiO 2 and hydrolyzed by heating at 75 ° C. for 2 hours to obtain 2941 ml of a rutile crystal titanium dioxide slurry having a TiO 2 concentration of 163.2 g / liter.

このスラリーを、500mlづつ1リットルのビーカーに分取し、撹拌下NaCO粉末を添加して、スラリーpHを表1に示す通りに調整後、それぞれにNa粉末をTiO 100重量部に対し、30重量部添加して良く混合後、濾過、脱水したケーキを得る。該ケーキをそれぞれマッフル炉にて、表1に示す温度、時間で焼成した。得られた焼成物は粉砕後、脱イオン水中に投入し、ミキサーで約10分間混合後、濾過、洗浄して可溶性塩を除去した後、乾燥して粒子A1〜粒子A3を得た。
粒子A1〜粒子A3の焼成条件および焼成後の粒子の特性を表1に示す。
This slurry was dispensed into 1-liter beakers of 500 ml each, and Na 2 CO 3 powder was added with stirring to adjust the slurry pH as shown in Table 1, and then Na 4 P 2 O 7 powder was added to TiO 2 respectively. 2. Add 30 parts by weight to 100 parts by weight, mix well, and filter and dehydrated cake is obtained. Each of the cakes was baked in a muffle furnace at the temperature and time shown in Table 1. The obtained fired product was pulverized, put into deionized water, mixed with a mixer for about 10 minutes, filtered, washed to remove soluble salts, and dried to obtain particles A1 to A3.
Table 1 shows the firing conditions of the particles A1 to A3 and the characteristics of the particles after firing.

Figure 0004922568
Figure 0004922568

また、粒子A4〜粒子B2については、下記市販品をマッフル炉にて、表2に示す温度および時間で焼成し、粉砕後、脱イオン水中ミキサーで焼く10分混合ののち、濾過、洗浄して得た。
粒子A4:テイカ株式会社製酸化チタンTITANIX JA−1
粒子A5:チタン工業株式会社製光触媒用酸化チタンPC−101A
粒子B1:テイカ株式会社製光触媒用酸化チタンAMT−100
粒子B2:日本アエロジル製AEROXIDE(R) TiO P25
粒子A4〜粒子B2の焼成条件および焼成後の粒子の特性を表2に示す。
In addition, for the particles A4 to B2, the following commercial products are fired at a temperature and time shown in Table 2 in a muffle furnace, pulverized, and then baked in a deionized water mixer for 10 minutes, followed by filtration and washing. Obtained.
Particle A4: Titanium oxide titanix JA-1 manufactured by Teika Co., Ltd.
Particle A5: titanium oxide PC-101A for photocatalyst manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.
Particle B1: Titanium Co., Ltd. photocatalyst titanium oxide AMT-100
Particle B2: AEROXIDE® TiO 2 P25 manufactured by Nippon Aerosil
Table 2 shows the firing conditions of particles A4 to B2 and the properties of the particles after firing.

Figure 0004922568
Figure 0004922568

[実施例1]
<ポリエステルフィルムの作成>
固有粘度が0.63で、実質的に粒子を含有しないポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートのペレットを170℃で6時間乾燥後、押出機ホッパーに供給し、溶融温度305℃で溶融し、平均目開きが17μmのステンレス鋼細線フィルターで濾過し、3mmのスリット状ダイを通して表面温度60℃の回転冷却ドラム上で押出し、急冷して未延伸フィルムを得た。このようにして得られた未延伸フィルムを120℃にて予熱し、さらに低速、高速のロール間で15mm上方より850℃のIRヒーターにて加熱して縦方向に3.1倍に延伸した。この縦延伸後のフィルムの片面に下記の塗剤Aを乾燥後の塗膜厚みが0.25μmになるようにロールコーターで塗工し易接層を形成した。
[Example 1]
<Creation of polyester film>
Polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate pellets having an intrinsic viscosity of 0.63 and containing substantially no particles are dried at 170 ° C. for 6 hours, then fed to an extruder hopper, and melted at a melting temperature of 305 ° C. Then, it was filtered through a stainless steel fine wire filter having an average opening of 17 μm, extruded through a 3 mm slit die on a rotary cooling drum having a surface temperature of 60 ° C., and rapidly cooled to obtain an unstretched film. The unstretched film thus obtained was preheated at 120 ° C., and further heated by an IR heater at 850 ° C. from above 15 mm between low-speed and high-speed rolls and stretched 3.1 times in the longitudinal direction. The following coating agent A was applied on one side of the film after the longitudinal stretching with a roll coater so that the coating thickness after drying was 0.25 μm, thereby forming an easy-contact layer.

続いてテンターに供給し、140℃にて横方向に.3.3倍に延伸した。得られた二軸配向フィルムを245℃の温度で5秒間熱固定し、固有粘度が0.58dl/g、厚み125μmのポリエステルフィルムを得た。その後、このフィルムを懸垂状態で、弛緩率0.7%、温度205℃で熱弛緩させた。   Subsequently, it was supplied to the tenter and laterally at 140 ° C. 3. Stretched 3 times. The obtained biaxially oriented film was heat-set at a temperature of 245 ° C. for 5 seconds to obtain a polyester film having an intrinsic viscosity of 0.58 dl / g and a thickness of 125 μm. Thereafter, this film was heat-relaxed in a suspended state at a relaxation rate of 0.7% and a temperature of 205 ° C.

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

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

一方で、シリカフィラー(平均粒径:100nm)(日産化学株式会社製 商品名スノーテックスZL)を0.2重量%、濡れ剤として、ポリオキシエチレン(n=7)ラウリルエーテル(三洋化成株式会社製 商品名ナロアクティーN−70)の0.3重量%添加した水溶液を作成した。
上記のポリエステルの水分散体8重量部、アクリルの水分散体7重量部と水溶液85重量部を混合して、塗剤Aを作成した。
On the other hand, 0.2% by weight of silica filler (average particle size: 100 nm) (trade name Snowtex ZL manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), polyoxyethylene (n = 7) lauryl ether (Sanyo Chemical Co., Ltd.) as a wetting agent An aqueous solution containing 0.3% by weight of the trade name NAROACTY N-70) was prepared.
A coating agent A was prepared by mixing 8 parts by weight of the polyester aqueous dispersion, 7 parts by weight of the acrylic water dispersion and 85 parts by weight of the aqueous solution.

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

<透明導電層形成>
ハードコート層が形成された片面に、主として酸化インジウムからなり酸化亜鉛が10重量%添加されたIZOターゲットを用いた直流マグネトロンスパッタリング法により、膜厚260nmのIZOからなる透明導電層を形成した。透明導電層のスパッタリング法による形成は、プラズマの放電前にチャンバー内を5×10−4Paまで排気した後、チャンバー内にアルゴンと酸素を導入して圧力を0.3Paとし、IZOターゲットに2W/cm2の電力密度で電力を印加して行った。酸素分圧は3.7mPaであった。透明導電層の表面抵抗値は15Ω/□であった。
<Transparent conductive layer formation>
A transparent conductive layer made of IZO having a film thickness of 260 nm was formed on one surface on which the hard coat layer was formed by a direct current magnetron sputtering method using an IZO target mainly made of indium oxide and added with 10% by weight of zinc oxide. Formation of the transparent conductive layer by sputtering is performed by evacuating the chamber to 5 × 10 −4 Pa before plasma discharge, introducing argon and oxygen into the chamber to a pressure of 0.3 Pa, and applying 2 W to the IZO target. Electric power was applied at a power density of / cm 2. The oxygen partial pressure was 3.7 mPa. The surface resistance value of the transparent conductive layer was 15Ω / □.

次いで、常圧プラズマ表面処理装置(積水化学工業製AP−T03−L)を用いて、窒素気流下(60L/分)、1m/分にて透明導電層表面にプラズマ処理を施した。このとき、表面抵抗値16Ω/□、表面張力は71.5mN/mであった。   Next, using a normal pressure plasma surface treatment apparatus (AP-T03-L manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), the surface of the transparent conductive layer was subjected to plasma treatment at 1 m / min under a nitrogen stream (60 L / min). At this time, the surface resistance value was 16Ω / □, and the surface tension was 71.5 mN / m.

<反射防止層>
積層フィルムの透明導電層を形成した面とは反対側の面に、厚さ75nmで屈折率1.89のY23層、その上に厚さ120nmで屈折率2.3のTiO2層、更にその上に厚さ90nmで屈折率1.46のSiO2を、夫々高周波スパッタリング法によって製膜し、反射防止処理層とした。各静電体薄膜を製膜するに際し、いずれも真空度は1×10-3Torrとし、ガスとしてAr:55sccm、O2:5sccmを流した。また、基板は製膜行程中、加熱もしくは冷却をすることなく室温のままとした。
<Antireflection layer>
A Y 2 O 3 layer having a thickness of 75 nm and a refractive index of 1.89 is formed on the surface of the laminated film opposite to the surface on which the transparent conductive layer is formed, and a TiO 2 layer having a refractive index of 2.3 and a thickness of 120 nm is formed thereon. Further, SiO 2 having a thickness of 90 nm and a refractive index of 1.46 was formed thereon by high frequency sputtering to form an antireflection treatment layer. When forming each electrostatic thin film, the degree of vacuum was 1 × 10 −3 Torr, and Ar: 55 sccm and O 2 : 5 sccm were flowed as gases. The substrate was kept at room temperature without heating or cooling during the film forming process.

<多孔質半導体層形成>
前述の粒子A1:10gと粒子B1:5gの混合物を130mlのエタノール中で分散し、30分攪拌する。その後、攪拌しながら5gのテトライソプロピルチタネートを5分かけて滴下し、更に30分攪拌する。攪拌終了後、この塗液を直ちにバーコーターにて塗布し、大気中200℃で30分間の熱処理を行って厚み6μmになるように多孔質二酸化チタン層を形成し、色素増感型太陽電池の電極を作成した。
<Porous semiconductor layer formation>
A mixture of the above-mentioned particles A1: 10 g and particles B1: 5 g is dispersed in 130 ml of ethanol and stirred for 30 minutes. Thereafter, 5 g of tetraisopropyl titanate is dropped over 5 minutes while stirring, and the mixture is further stirred for 30 minutes. After the stirring, this coating solution was immediately applied with a bar coater, heat treated at 200 ° C. for 30 minutes in the atmosphere to form a porous titanium dioxide layer having a thickness of 6 μm, and the dye-sensitized solar cell. An electrode was created.

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

完成した色素増感型太陽電池のI−V特性の測定(有効面積25mm)を行った結果、開放電圧、短絡電流密度、曲線因子はそれぞれ、0.71V、8.4mA/cm、0.68であり、その結果、光発電効率は4.1%であった。 As a result of measuring the IV characteristics (effective area 25 mm 2 ) of the completed dye-sensitized solar cell, the open-circuit voltage, short-circuit current density, and fill factor were 0.71 V, 8.4 mA / cm 2 , 0, respectively. As a result, the photovoltaic power generation efficiency was 4.1%.

[実施例2および比較例1〜3]
実施例1と同様に、ポリエステルフィルムを作成し、ハードコート、透明導電層、反射防止層を形成した。塗液を作成する際に表3に示す粒子を使用した他は、実施例と同様に多孔質半導体層を形成し、色素増感型太陽電池を作成した。色素増感型太陽電池のI−V特性を測定した結果を表3に示す。
[Example 2 and Comparative Examples 1-3]
A polyester film was prepared in the same manner as in Example 1, and a hard coat, a transparent conductive layer, and an antireflection layer were formed. Except for using the particles shown in Table 3 when preparing the coating liquid, a porous semiconductor layer was formed in the same manner as in the Examples to prepare a dye-sensitized solar cell. Table 3 shows the results of measuring the IV characteristics of the dye-sensitized solar cell.

Figure 0004922568
Figure 0004922568

[実施例3]
下記式(A)に示す紫外線吸収剤を1重量%含有するポリエチレンテレフタレート(固有粘度:0.66)のペレットを150℃で6時間乾燥後、押出機ホッパーに供給し、溶融温度295℃で溶融し、平均目開きが17μmのステンレス鋼細線フィルターで濾過し、3mmのスリット状ダイを通して表面温度20℃の回転冷却ドラム上で押出し、急冷して20℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。
[Example 3]
Pellets of polyethylene terephthalate (intrinsic viscosity: 0.66) containing 1% by weight of an ultraviolet absorber represented by the following formula (A) are dried at 150 ° C. for 6 hours, then supplied to an extruder hopper, and melted at a melting temperature of 295 ° C. And filtered through a stainless steel fine wire filter having an average opening of 17 μm, extruded through a 3 mm slit die on a rotary cooling drum having a surface temperature of 20 ° C., and melt-extruded on a rotary cooling drum maintained at 20 ° C. by quenching. Thus, an unstretched film was obtained.

Figure 0004922568
Figure 0004922568

このようにして得られた未延伸フィルムを80℃にて予熱し、さらに低速、高速のロール間で15mm上方より850℃のIRヒーターにて加熱して縦方向に3.2倍に延伸した。この縦延伸後のフィルムの片面に下記の塗剤Aを乾燥後の塗膜厚みが0.25μmになるようにロールコーターで塗工し易接層を形成した。   The unstretched film thus obtained was preheated at 80 ° C., and further heated by an IR heater at 850 ° C. from above 15 mm between low-speed and high-speed rolls and stretched 3.2 times in the longitudinal direction. The following coating agent A was applied on one side of the film after the longitudinal stretching with a roll coater so that the coating thickness after drying was 0.25 μm, thereby forming an easy-contact layer.

続いてテンターに供給し、110℃にて横方向に.3.4倍に延伸した。得られた二軸配向フィルムを232℃の温度で5秒間熱固定し、固有粘度が0.60dl/g、厚み125μmのポリエステルフィルムを得た。その後、このフィルムを懸垂状態で、弛緩率0.5%、温度150℃で熱弛緩させた。   Subsequently, it was supplied to the tenter and laterally at 110 ° C. Stretched by a factor of 3.4. The obtained biaxially oriented film was heat-set at a temperature of 232 ° C. for 5 seconds to obtain a polyester film having an intrinsic viscosity of 0.60 dl / g and a thickness of 125 μm. Thereafter, the film was heat relaxed in a suspended state at a relaxation rate of 0.5% and a temperature of 150 ° C.

実施例1と同様に、ハードコート層、透明導電層の順に形成し、積層フィルムを得た。酸化物半導体層を形成する際に、塗布後の熱処理温度を150℃にした他は実施例1と同様に多孔質半導体層を形成し、色素増感型太陽電池の電極を作成した。   In the same manner as in Example 1, a hard coat layer and a transparent conductive layer were formed in this order to obtain a laminated film. A porous semiconductor layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature after coating was set to 150 ° C. when forming the oxide semiconductor layer, and an electrode of a dye-sensitized solar cell was formed.

この電極を用いて実施例1と同様に色素増感太陽電池を作成した。I−V測定(有効面積25mm)を行った結果、開放電圧、短絡電流密度、曲線因子はそれぞれ、0.67V、8.1mA/cm、0.60であり、その結果、光発電効率は3.3%であった。 Using this electrode, a dye-sensitized solar cell was prepared in the same manner as in Example 1. As a result of performing the IV measurement (effective area 25 mm 2 ), the open circuit voltage, the short circuit current density, and the fill factor are 0.67 V, 8.1 mA / cm 2 , and 0.60, respectively. Was 3.3%.

本発明の色素増感型太陽電池用電極は、色素増感型太陽電池の電極として好適に利用することができる。   The electrode for dye-sensitized solar cells of the present invention can be suitably used as an electrode for dye-sensitized solar cells.

Claims (4)

ポリエステルフィルム、その一方の面に設けられた透明導電層、および透明導電層のうえに設けられた金属酸化物粒子からなる多孔質半導体層から構成される色素増感型太陽電池用電極において、金属酸化物粒子は結晶性粒子Aを5〜95重量%および結晶性粒子Bを5〜95重量%からなり、結晶性粒子Aは下記条件を全て満足し、かつ該粒子Aの結晶サイズが38nm以上であり、結晶性粒子Bはその結晶サイズが12nm以下であることを特徴とし、該結晶サイズはX線回折測定における結晶面由来の回折ピークのうち最もピーク強度が大きい回折ピークの半値幅から求められたものである、色素増感型太陽電池用電極。
5 ≦ dla/dsa ≦ 20
50 ≦ dsa ≦ 250
(ここで、dlaは結晶性粒子Aの平均粒子最大径(nm)、dsaは結晶性粒子Aの平均粒子最小径(nm)であり、ここで平均粒子最大径は粒子最大径の平均値で表され、該粒子最大径は電子顕微鏡で観察される粒子の平面図について粒子の輪郭に外接する2本の平行な線の間隔が最も広くなるときの平行線間の距離であり、また平均粒子最小径は粒子最小径の平均値で表され、前記2本の平行な線の間隔が最も狭くなるときの平行線間の距離である。)
In a dye-sensitized solar cell electrode comprising a polyester film, a transparent conductive layer provided on one surface thereof, and a porous semiconductor layer comprising metal oxide particles provided on the transparent conductive layer, a metal The oxide particles comprise 5 to 95% by weight of the crystalline particles A and 5 to 95% by weight of the crystalline particles B. The crystalline particles A satisfy all of the following conditions, and the crystal size of the particles A is 38 nm or more. The crystalline particle B has a crystal size of 12 nm or less , and the crystal size is determined from the half-value width of the diffraction peak having the highest peak intensity among diffraction peaks derived from the crystal plane in the X-ray diffraction measurement. An electrode for a dye-sensitized solar cell, which is required .
5 ≦ dla / dsa ≦ 20
50 ≦ dsa ≦ 250
(Here, dla average particle maximum diameter of the crystalline particles A (nm), dsa is Ri average particle minimum diameter (nm) der crystalline particles A, wherein an average particle maximum diameter is the average value of the particle maximum diameter The maximum particle diameter is a distance between parallel lines when the distance between two parallel lines circumscribing the particle outline is the widest in the plan view of the particles observed with an electron microscope, and the average particle minimum diameter is represented by the average value of the particle minimum diameter, Ru distance der between the parallel line when the distance between the two parallel lines is narrowest.)
結晶性粒子Aの結晶サイズdxaと平均最小粒子径dsaが、下記式を満たす多結晶性粒子である、請求項1に記載の色素増感型太陽電池用電極。
1.5 ≦ dsa/dxa ≦ 5.0
(ここで、dsaは結晶性粒子Aの平均最小粒子径(nm)、
dxaは結晶性粒子Aの結晶サイズ(nm)である。)
2. The dye-sensitized solar cell electrode according to claim 1, wherein the crystal size dxa and the average minimum particle diameter dsa of the crystalline particles A are polycrystalline particles satisfying the following formula.
1.5 ≦ dsa / dxa ≦ 5.0
(Where dsa is the average minimum particle size (nm) of the crystalline particles A,
dxa is the crystal size (nm) of the crystalline particles A. )
多孔質半導体層が、金属酸化物粒子の分散液である塗液を透明導電層のうえに塗布することにより設けられた請求項1記載の色素増感型太陽電池用電極。   The electrode for a dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the porous semiconductor layer is provided by applying a coating liquid, which is a dispersion of metal oxide particles, on the transparent conductive layer. 請求項1乃至3のいずれかに記載の色素増感型太陽電池用電極を備える色素増感型太陽電池。   A dye-sensitized solar cell comprising the dye-sensitized solar cell electrode according to any one of claims 1 to 3.
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