JP4947882B2

JP4947882B2 - 光電変換素子

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Publication number: JP4947882B2
Application number: JP2004078559A
Authority: JP
Inventors: 昌樹南; 貴哉久保; 禎範錦谷
Original assignee: JXTG Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: JP2005268033A

Description

本発明は光電変換素子に関し、詳細には特定のゲル電解質で構成される、高温でも液の揮発が生じにくく、耐熱性が良好な光電変換素子に関する。

色素増感型太陽電池などの、いわゆる湿式太陽電池などの光電変換素子は、一方に感光層側の作用電極、他方に対向電極を有し、その電極間に電解質を蓄えた構造を有する。色素を介して作用電極で発生した電子が電流となり、対極でヨウ素を還元しヨウ素イオンを発生する。
一方、電子を失い正に帯電した色素は、ヨウ素イオンによって還元され、電子を受け取ることによって、太陽電池が作動する。つまり、太陽電池が作動するために、電解質部には、ヨウ素化合物／ヨウ素のレドックス系が必要である。

通常、太陽電池は電解質層に液体を用いるため湿式太陽電池とも呼ばれるが、電解質の液漏れ、蒸発による劣化などに課題があった。
さらに、二次電池に用いられているように、この電解質部を擬似固体化して液漏れを抑制する方法として、多官能ビニルモノマーをラジカル重合などによって重合し、架橋構造を導入することでゲル化することが試みられている。しかし、この方法では重合系中にヨウ素が存在するため、ラジカル重合が進行しないという問題がある。そこで重合後にヨウ素を添加する方法が提案されているが、ヨウ素の含有量を安定化することができなかったり、煩雑な操作が必要であるという課題があった（例えば、非特許文献１参照。）。したがって、より簡便な方法で、電解質の液漏れ、蒸発による劣化が生じにくい擬固体電解質が望まれていた。

特許文献１では、架橋構造を導入しない物理架橋を用いた擬似固体化した電解質に、フッ化ビニリデンやそのランダムな共重合体が用いられている。フッ化ビニリデン系高分子は、高耐久性であるが、十分な溶媒保持力を有していないことから、太陽電池の性能を上げるためには溶媒の含有量を増やす必要があるが、溶媒保持力が十分でないため、ポリマーの溶解が生じ、液漏れ、液の揮発など課題があった。
特開２０００−１００４８６号公報松本雅光、宮崎裕光、神代善正，「日本化学会誌」，１９９７年，第７巻，ｐ．４８４

本発明はこのような実状に鑑み成されたものであり、その目的は、簡便な方法により電気化学素子を製造することが可能で、高い溶媒保持性を有することで高いイオン伝導性を具備するとともに、溶媒の漏れ・揮発のない耐久性良好な光電変換素子を提供することにある。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のゲル電解質を用いることによりこれらの問題点を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体をマトリックスとするゲル電解質で構成される光電変換素子に関する。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の光電変換素子に用いられるゲル電解質は、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体をマトリックスとして含有していることを特徴とするものである。

本発明において使用するポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体としては、ヘキサフロロプロピレンの含有量が０．５重量％以上２５重量％以下であるものが好ましく、１重量％以上８重量％以下の範囲のものが特に好ましい。通常、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）共重合体は、フッ化ビニリデンの反応性が高いため、フッ化ビニリデンのポリマー鎖中にヘキサフロロプロピレンが１つ結合したものとなる。このためヘキサフロロプロピレンモノマー同士が結合している部位は非常に少ない。すなわち、通常の方法で共重合を行わせるとブロック共重合体は生成せず、ランダム共重合体が得られる。本発明においては、ヘキサフロロプロピレンおよびフッ化ビニリデンを順次添加して重合行うことで、ヘキサフロロプロピレンオリゴマーを形成した後、ポリフッ化ビニリデンを形成することで本発明で用いるブロック共重合体を得ることができる。

本発明に用いるポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体には、さらに第３モノマーを含有させることもできる。第３モノマーとしてカルボン酸含有のモノマーを共重合させた場合、ポリマーの融点を上昇することができ、ゲルの強度を上げることができる。第３モノマーは、モノマー全量に対して０〜３質量％の範囲で使用することができる。
カルボン酸含有のモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸が挙げられ、これらのフッ素化物も使用できる。

本発明においては、ゲル電解質のマトリックスポリマーとして、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体に、さらに、ポリアクリル酸系高分子化合物、ポリアクリレート系高分子化合物、ポリメタクリル酸系高分子化合物、ポリメタクリレート系高分子化合物、ポリアクリロニトリル系高分子化合物およびポリエーテル系高分子化合物から選ばれる高分子化合物を１種類以上混合して使用することもできる。これらの高分子化合物の配合割合は、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体に対して、０〜５０質量％の範囲が好ましい。

本発明において用いられるポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体の数平均分子量は、通常１０，０００〜２，０００，０００のものが好ましく、特に１００，０００〜１，０００，０００の範囲のものが好適に使用することができる。

本発明におけるゲル電解質中のマトリックスポリマーの含有量は特に限定されるものではなく、電解質がゲル状態を維持できる範囲で任意に含有させることができるが、通常、電解質全量基準で１０質量％以上含有させるのが好ましい。また、上限についても特に限定されないが、通常４０質量％以下が望ましい。

本発明に用いられるゲル電解質は、可逆な電気化学的酸化還元特性を示す物質としてレドックス剤、および電解液を含有する。
本発明において用いられるレドックス剤は、ヨウ素化合物およびヨウ素で構成される。
ヨウ素化合物は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩、４級アンモニウム塩、環状４級アンモニウム塩ｓｓ、およびこれらの混合物などが使用できる。

具体的には、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＭｇＩ₂、ＣａＩ₂、（ＣＨ₃）₄ＮＩ、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＩ、（ｎ−Ｃ₄Ｈ₉）₄ＮＩ、

等が挙げられる。

レドックス剤のヨウ素化合物とヨウ素の使用割合は任意であるが、通常はヨウ素化合物をヨウ素に対して過剰に用いる。
ヨウ素化合物の使用割合としては、ゲル電解質中に、通常１０ｍｏｌ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｏｌ／Ｌ以下、さらに好ましくは２ｍｏｌ／Ｌ以下が望ましく、下限としては、通常０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上、好ましくは０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上、さらに好ましくは０．１ｍｏｌ／Ｌ以上存在していることが望ましい。
一方、ヨウ素の使用割合としては、ゲル電解質中に、通常２ｍｏｌ／Ｌ以下、好ましくは１ｍｏｌ／Ｌ以下、さらに好ましくは０．５ｍｏｌ／Ｌ以下が望ましく、下限としては、通常０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上、好ましくは０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上、さらに好ましくは０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上存在していることが望ましい。

本発明において用いられる電解液としては、一般に電気化学セルや電池において用いられる溶媒であればいずれも使用することができる。具体的には、無水酢酸、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネート、ニトロメタン、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホアミド、エチレンカーボネート、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、スルホラン、ジメトキシエタン、プロピオンニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、ジメチルアセトアミド、メチルピロリジノン、ジメチルスルホキシド、ジオキソラン、スルホラン、リン酸エステル類及びポリエチレングリコール等が使用可能である。

電解液の使用量は、電解質がゲル状態を維持できる範囲で任意の量を使用することができるが、通常、電解質全量基準で、９０質量％以下が好ましい。また、下限については、特に限定されないが、通常６０質量％以上が望ましい。

ゲル電解質の形状としてはシートやフィルム状が好ましい。具体的には、希釈剤を用いて、塗布などを行い、希釈剤を除去し、シートやフィルム状に容易に形成することが出来る。この場合の方法としては特に限定されないが、好適にはキャスト法によりフィルム状態で得る方法を挙げることができる。
キャスト法は、電解質溶液をキャスト法に用いられる通常のコータにて塗布し、硬化することで成膜する方法である。コータとしては、ドクタコータ、ブレードコータ、ロッドコータ、ナイフコータ、リバースロールコータ、グラビアコータ、スプレイコータ、カーテンコータ、ダイコータを用いることができ、粘度および膜厚により使い分けることができる。塗工装置により、膜厚は調整でき、通常、２５μｍ以上の膜厚とすることが好ましい。また、膜厚の上限は特に限定されなく、任意に選択されるところであるが、例えばキャスト法により製造する場合、通常１０００μｍ程度となる。また、フィルム中の溶媒量としては前記乾燥条件を選択することにより適宜調整することができる。

本発明におけるゲル電解質は、イオン伝導度が、通常室温で１×１０^-5Ｓ／ｃｍ以上、好ましくは１×１０^-4Ｓ／ｃｍ以上を示す。イオン伝導度は、複素インピーダンス法などの一般的な手法で求めることができる。

また、本発明におけるゲル電解質は、酸化体の拡散係数が１×１０^-9ｃｍ²／ｓ以上、好ましくは１×１０^-8ｃｍ²／ｓ以上、さらに好ましくは１×１０^-7ｃｍ²／ｓ以上を示すものが望ましい。なお、拡散係数は、イオン伝導性を示す一指標であり、定電位電流特性測定、サイクリックボルタモグラム測定などの一般的な手法で求めることができる。

電解質層の厚さは、特に限定されないが、１μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上であり、また３ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１ｍｍ以下である。

次に、上記したゲル電解質を用いた本発明の光電変換素子について説明する。
本発明の光電変換素子としては、例えば、図１に示す断面を有する太陽電池を好ましく挙げることができる。この素子は、透明導電性基板１（基板Ａ）上に色素を吸着した半導体層３、対向電極基板２（基板Ｂ）を有しており、そして半導体層３と対向電極基板２の間にゲル電解質層４が配置され、周辺がシール材５で密封されている。なおリード線は基板Ａと基板Ｂの導電部分に接続され、電力を取り出すことができる。

本発明の光電変換素子において用いられる半導体層としては特に限定されないが、例えば、Ｂｉ₂Ｓ₃、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｕＩｎＳ₂、ＣｕＩｎＳｅ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＰｂＳ、Ｓｉ、ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＷＯ₃、ＺｎＯ、ＺｎＳ等から成る層が挙げられ、またこれらの層の複数の組み合わせであってもよい。好ましくはＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｕＩｎＳ₂、ＣｕＩｎＳｅ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＰｂＳ、ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＷＯ₃、ＺｎＯであり、特に好ましくはＴｉＯ₂、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅であり、最も好ましくはＴｉＯ₂、ＺｎＯから成る層である。

本発明に用いられる半導体は単結晶でも多結晶でも良い。結晶系としては、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型などが主に用いられるが、好ましくはアナターゼ型である。半導体層の形成には公知の方法を用いることができる。
半導体層の形成方法としては、上記半導体のナノ粒子分散液、ゾル溶液等を、公知の方法により基板上に塗布することで得ることが出来る。この場合の塗布方法としては特に限定されずキャスト法による薄膜状態で得る方法、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法のほか、スクリーン印刷法を初めとした各種の印刷方法を挙げることができる。
半導体層の厚みは任意であるが０．５μｍ以上、５０μｍ以下、好ましくは１μｍ以上２０μｍ以下である。

半導体層の光吸収効率を向上すること等を目的として、種々の色素を半導体層に吸着や含有させることが出来る。
本発明において用いられる色素としては、半導体層の光吸収効率を向上させる色素であれば、特に制限されるものではなく、通常、各種の金属錯体色素や有機色素の一種または二種以上を用いることができる。また、半導体層への吸着性を付与するために、色素の分子中にカルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホニル基、ホスホニル基、カルボキシルアルキル基、ヒドロキシアルキル基、スルホニルアルキル基、ホスホニルアルキル基などの官能基を有するものが好適に用いられる。

金属錯体色素としては、ルテニウム、オスミウム、鉄、コバルト、亜鉛の錯体や金属フタロシアニン、クロロフィル等を用いることができる。
本発明において用いられる金属錯体色素としては、以下のようなものが例示される。

（色素１）

ここでＸは、一価のアニオンを示すが、２つのＸは独立でも、架橋されていていても良い。例えば、次のようなものが例示される。

（色素２）

ここでＸは、一価のアニオンを示す。例えば次のようなものが例示される。

Ｙは一価アニオンであって、ハロゲンイオン、ＳＣＮ^-、ＣｌＯ₄ ^-、ＢＦ₄ ^-、ＣＦ₃ＳＯ₃ ^-、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ^-、（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂Ｎ^-、ＰＦ₆ ^-、ＡｓＦ₆ ^-、ＣＨ₃ＣＯＯ^-、ＣＨ₃（Ｃ₆Ｈ₄）ＳＯ₃ ^-、および（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₃Ｃ^-等を挙げることができる。

（色素３）

ここでＺは、非共有電子対を有する原子団であって、２つのＺは独立でも、架橋されていていても良い。例えば、次のようなものが例示される。

（色素４）

また、有機色素としては、シアニン系色素、ヘミシアニン系色素、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系色素、金属フリーフタロシアニン系色素を用いることができる。
本発明において用いる有機色素としては、以下のようなものが例示される。

色素を半導体層に吸着させる方法としては、溶媒に色素を溶解させた溶液を、半導体層上にスプレーコートやスピンコートなどにより塗布した後、乾燥する方法により形成することができる。この場合、適当な温度に基板を加熱しても良い。または半導体層を溶液に浸漬して吸着させる方法を用いることも出来る。浸漬する時間は色素が十分に吸着すれば特に制限されることはないが、好ましくは１〜３０時間、特に好ましくは５〜２０時間である。また、必要に応じて浸漬する際に溶媒や基板を加熱しても良い。好ましくは溶液にする場合の色素の濃度としては、１〜１０００ｍＭ／Ｌ、好ましくは１０〜５００ｍＭ／Ｌ程度である。

用いる溶媒としては、色素を溶解しかつ半導体層を溶解しなければ特に制限されるとはなく、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブタノールなどのアルコール、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、などのニトリル系溶媒、ベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、ペンタン、ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、２−ブタノンなどのケトン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ニトロメタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホアミド、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、スルホラン、ジメトキシエタン、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、ジメチルアセトアミド、メチルピロリジノン、ジメチルスルホキシド、ジオキソラン、スルホラン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸エチルジメチル、リン酸トリブチル、リン酸トリペンチル、リン酸トリへキシル、リン酸トリヘプチル、リン酸トリオクチル、リン酸トリノニル、リン酸トリデシル、リン酸トリス（トリフフロロメチル）、リン酸トリス（ペンタフロロエチル）、リン酸トリフェニルポリエチレングリコール、及びポリエチレングリコール等が使用可能である。

次に、透明導電性基板について説明する。
透明導電性基板は、通常、透明基板上に透明電極層を積層させて製造される。透明基板としては、特に限定されず、材質、厚さ、寸法、形状等は目的に応じて適宜選択することができ、例えば無色あるいは有色ガラス、網入りガラス、ガラスブロック等が用いられる他、無色あるいは有色の透明性を有する樹脂でも良い。具体的には、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、トリ酢酸セルロース、ポリメチルペンテンなどが挙げられる。なお、本発明における透明とは、１０〜１００％の透過率を有することであり、また、本発明における基板とは、常温において平滑な面を有するものであり、その面は平面あるいは曲面であってもよく、また応力によって変形するものであってもよい。

また、電極の導電層を形成する透明導電膜としては、本発明の目的を果たすものである限り特に限定されなく、例えば、金、銀、クロム、銅、タングステンなどの金属薄膜、金属酸化物からなる導電膜などが挙げられる。金属酸化物としては、例えば、酸化錫や酸化亜鉛に、他の金属元素を微量ドープしたIndium Tin Oxide（ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃：Ｓｎ））、Fluorine doped Tin Oxide（ＦＴＯ（ＳｎＯ₂：Ｆ））、Aluminum doped Zinc Oxide（ＡＺＯ（ＺｎＯ：Ａｌ））などが好適なものとして用いられる。

膜厚は通常、１０〜５０００ｎｍ、好ましくは１００〜３０００ｎｍである。また、表面抵抗（抵抗率）は、本発明の基板の用途により適宜選択されるところであるが、通常、０．５〜５００Ω／ｓｑ、好ましくは２〜５０Ω／ｓｑである。
対向電極は通常、白金、カーボン電極などを用いることができる。基板の材質は、特に限定されず、材質、厚さ、寸法、形状等は目的に応じて適宜選択することができ、例えば無色あるいは有色ガラス、網入りガラス、ガラスブロック等が用いられる他、無色あるいは有色の透明性を有する樹脂でも良い。具体的には、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、トリ酢酸セルロース、ポリメチルペンテンなどが挙げられる。また、金属プレートなどを基板として用いることもできる。

本発明に用いられるゲル電解質は、湿式太陽電池などの光電変換素子に有効な電解質であり、特に高いイオン伝導性を有し、また、経時安定性を有することから、より高性能な太陽電池を簡便に製造することができる。また、本発明のゲル電解質を用いた光電変換素子は、液漏れなどのトラブルの発生が無い特徴を有するものである。

以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらになんら制限されるものではない。

［実施例１］
ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体（ヘキサフロロプロピレン含有量：５重量％）６ｇを、γ−ブチロラクトン１４ｇおよびアセトン１５ｇの混合溶媒に溶解した。
この溶液に、ヨウ素２３０ｍｇおよびヨウ化リチウム１．２ｇを加えて加熱溶解を行った後、室温まで冷却し、ガラス基板上に塗布し、アセトンを気化、除去した。
得られたゲル電解質フィルムのイオン伝導度は、室温で３×１０^-3Ｓ／ｃｍの値であった。また、このゲル電解質フィルムは８０℃に加熱しても溶解することなく、耐熱性は良好であった。

［実施例２］
実施例１において、γ−ブチロラクトンに代えて、メトキシプロピオニトリルを用いて同様の処理を行い、ゲル電解質を得た。
得られたゲル電解質フィルムのイオン伝導度は、室温で３．５×１０^-3Ｓ／ｃｍの値であった。また、このゲル電解質フィルムは１２０℃に加熱しても溶解することなく、耐熱性は良好であった。

［比較例１］
ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ランダム共重合体（ヘキサフロロプロピレン含有量：１２重量％）７ｇを、γ−ブチロラクトン１３ｇおよびアセトン１５ｇの混合溶媒に溶解した。
この溶液に、ヨウ素２３０ｍｇおよびヨウ化リチウム１．２ｇを加えて加熱溶解を行った後、室温まで冷却し、ガラス基板上に塗布し、アセトンを気化、除去した。
得られたゲル電解質フィルムのイオン伝導度は、室温で４×１０^-3Ｓ／ｃｍの値であった。また、このゲル電解質フィルムは１００℃に加熱すると溶解するもので、耐熱性は良くなかった。

［実施例３］
太陽電池の製造
フィルム抵抗値３０Ω／ｓｑの５ｃｍ角ＳｎＯ₂：Ｆガラス（ガラス基板上にＳｎＯ₂：Ｆ膜を形成した透明導電性ガラス）上にＳＯＬＡＲＯＮＩＸ社製Ｔｉ−ＮａｎｏｘｉｄｅＴをアプリケータにて、膜厚が均一になるよう、塗布した。基板を、５００℃で３０分焼成した。これを下記式で示されるルテニウム色素／エタノール溶液（３．０×１０^-4ｍｏｌ／Ｌ）に１５時間浸し、色素層を形成した。得られた基板と白金を蒸着したガラス基板を合わせ、空隙が５０μとなるよう調節した。周辺部をシーリングした。この２枚のガラス基板内部に、実施例１で得られたゲル電解質フィルムを貼り合わせたのち、電極と熱融着を行った。なお、透明導電性基板の導電層部分と対向電極にはリード線を接続した
このようにして得たセルにＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射し、電流電圧特性を測定したところ、０．４５Ｖ、１６．４ｍＡ／ｃｍ²、変換効率４．３％の評価結果を得た。

［実施例４］
実施例３において、ゲル電解質フィルムを実施例１のフィルムに代えて、実施例２のフィルムを使用して太陽電池を作成した。
このようにして得たセルに疑似太陽光を照射し、電流電圧特性を測定したところ、０．４５Ｖ、１６．８ｍＡ／ｃｍ²、変換効率４．４％の評価結果を得た。

［比較例２］
太陽電池の製造
フィルム抵抗値３０Ω／ｓｑの５ｃｍ角ＳｎＯ₂：Ｆガラス（ガラス基板上にＳｎＯ₂：Ｆ膜を形成した透明導電性ガラス）上にＳＯＬＡＲＯＮＩＸ社製Ｔｉ−ＮａｎｏｘｉｄｅＴをアプリケータにて、膜厚が均一になるよう、塗布した。基板を、５００℃で３０分焼成した。これを実施例３で用いたルテニウム色素／エタノール溶液（３．０×１０^-4ｍｏｌ／Ｌ）に１５時間浸し、色素層を形成した。得られた基板と白金を蒸着したガラス基板を合わせ、空隙が５０μとなるよう調節した。周辺部をシーリングした。この２枚のガラス基板内部に比較例１で得られた電解質フィルムを貼り合わせたのち、電極と熱融着を行った。なお、透明導電性基板の導電層部分と対向電極にはリード線を接続した。
このようにして得たセルにＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光を照射し、電流電圧特性を測定したところ、０．４２Ｖ、１５．４ｍＡ／ｃｍ²、変換効率３．８％の評価結果を得た。

太陽電池の断面の例である。

符号の説明

１透明導電性基板
２対向電極基板
３半導体層
４電解質層
５シール材

Claims

ヘキサフロロプロピレンおよびフッ化ビニリデンを順次添加して重合を行うことによりヘキサフロロプロピレンオリゴマーを形成した後、ポリフッ化ビニリデンを形成することにより得られるポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体をマトリックスとするゲル電解質で構成される光電変換素子。
ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン）ブロック共重合体におけるヘキサフロロプロピレンの含有量が１〜８重量％であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。