JP5197965B2 - Photoelectric conversion element - Google Patents

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    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Description

本発明は、光電変換素子に係る。より詳細には、導電性基板を不要とした新規構成からなる光電変換素子に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion element. More particularly, it relates to a photoelectric conversion element comprising a conductive substrate from the new structure was needed.

色素増感型太陽電池は、スイスのグレッツェルらのグループなどから提案されたもので、安価で高い変換効率を得られる光電変換素子として着目されている(例えば、特許文献1、非特許文献1を参照。)。   The dye-sensitized solar cell has been proposed by a group such as Gretzel of Switzerland, and has attracted attention as a photoelectric conversion element that can be obtained at low cost and high conversion efficiency (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). reference.).

図9は、従来の色素増感型太陽電池の一例を示す断面図である。
この色素増感型太陽電池100は、増感色素を担持させた多孔質半導体電極(以下、色素増感半導体電極とも呼ぶ)103が一方の面に形成された第一基板101と、導電膜104が形成された第二基板105と、これらの間に封入された例えばヨウ素/ヨウ化物イオンなどの酸化還元対を含む電解質層106を主な構成要素としている。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a conventional dye-sensitized solar cell.
The dye-sensitized solar cell 100 includes a first substrate 101 having a porous semiconductor electrode 103 (hereinafter also referred to as a dye-sensitized semiconductor electrode) 103 carrying a sensitizing dye formed on one surface, and a conductive film 104. And the electrolyte layer 106 including a redox pair such as iodine / iodide ions enclosed between them is a main component.

第一基板101としては光透過性の板材が用いられ、第一基板101の色素増感半導体電極103と接する面には導電性を持たせるために透明導電層102が配置されており、第一基板101、透明導電層102及び色素増感半導体電極103により作用極(窓極)108をなす。
一方、第二基板105としては、電解質層106と接する側の面には導電性を持たせるために例えば炭素や白金からなる導電層104が設けられ、第二基板105及び導電層104により対極109を構成している。
A light-transmitting plate material is used as the first substrate 101, and a transparent conductive layer 102 is disposed on the surface of the first substrate 101 in contact with the dye-sensitized semiconductor electrode 103 in order to provide conductivity. A working electrode (window electrode) 108 is formed by the substrate 101, the transparent conductive layer 102, and the dye-sensitized semiconductor electrode 103.
On the other hand, as the second substrate 105, a conductive layer 104 made of, for example, carbon or platinum is provided on the surface on the side in contact with the electrolyte layer 106, and the counter electrode 109 is formed by the second substrate 105 and the conductive layer 104. Is configured.

色素増感半導体電極103と導電層104が対向するように、第一基板101と第二基板105を所定の間隔をおいて配置し、両基板間の周辺部に例えば熱可塑性樹脂からなる封止剤107を設ける。そして、この封止剤107を介して2つの基板101、105を貼り合わせてセルを組み上げ、電解液の注入口110を通して、両極108、109間にヨウ素/ヨウ化物イオンなどの酸化還元対を含む有機電解液を充填し、電荷移送用の電解質層106を形成したものが挙げられる。   The first substrate 101 and the second substrate 105 are arranged at a predetermined interval so that the dye-sensitized semiconductor electrode 103 and the conductive layer 104 face each other, and a peripheral portion between the two substrates is sealed with, for example, a thermoplastic resin Agent 107 is provided. Then, the two substrates 101 and 105 are bonded together through the sealant 107 to assemble a cell, and an oxidation / reduction pair such as iodine / iodide ions is included between the electrodes 108 and 109 through the electrolyte injection port 110. Examples thereof include an organic electrolyte solution filled and an electrolyte layer 106 for charge transfer formed.

このような色素増感型の光電変換素子は、従来型の光電変換素子に比べて、大幅な低コスト化が可能と言われており、早期実用化が待たれる。その際、コスト低減を図る障害の一つとして、導電性基板を使用していることが挙げられる。すなわち、従来構造の光電変換素子では、特に光が入射する側の電極(窓電極)には、可視光の透過性と高い伝導性が要求されるため、ガラス基板やプラスチック基板上に、スズドープ酸化インジウム(ITO)や、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)といった透明導電性金属酸化物を塗布した基板が用いられてきた。ここで使用されるインジウム(In)は、希少金属であり、昨今の価格の急騰からも明らかなように、光電変換素子の低コスト化を阻害する要因となる。したがって、このような導電性基板を必要としない、全く新しい構造の色素増感型光電変換素子が実現すれば、大幅な低コスト化が図れることから、その開発が期待される。
特開平1−220380号公報 M.Graetzel et al., Nature, 737, p.353, 1991
Such a dye-sensitized photoelectric conversion element is said to be capable of drastically reducing costs as compared with a conventional photoelectric conversion element, and is expected to be put to practical use at an early stage. At that time, as one of the obstacles to reduce the cost, the use of a conductive substrate can be mentioned. That is, in the photoelectric conversion element having a conventional structure, the electrode (window electrode) on the light incident side is particularly required to have visible light transmittance and high conductivity. A substrate coated with a transparent conductive metal oxide such as indium (ITO) or fluorine-doped tin oxide (FTO) has been used. Indium (In) used here is a rare metal and becomes a factor that hinders cost reduction of the photoelectric conversion element, as is apparent from the recent rapid increase in price. Therefore, if a dye-sensitized photoelectric conversion element having a completely new structure that does not require such a conductive substrate is realized, the cost can be greatly reduced, and development thereof is expected.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-220380 M. Graetzel et al., Nature, 737, p.353, 1991

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、光電変換素子の窓極(作用極)として機能し、導電性基板を不要とした構成の第一電極を提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、導電性基板を不要とし、低コスト化を図ることが可能な、新しい構造を有する光電変換素子を提供することを第二の目的とする。
The present invention has been devised in view of such conventional circumstances, and provides a first electrode that functions as a window electrode (working electrode) of a photoelectric conversion element and does not require a conductive substrate. Is the primary purpose.
It is a second object of the present invention to provide a photoelectric conversion element having a new structure that does not require a conductive substrate and can reduce the cost.

本発明の請求項1に記載の光電変換素子は、別体をなす第一電極と第二電極とが、少なくとも一つづつ、電解質を介して配されてなる光電変換素子であって、前記第一電極は、線状をなしており、少なくとも導電性を有する第一線材と、該第一線材の外周に配され、色素を担持した多孔質酸化物半導体層とから構成され、前記光電変換素子は、前記第一線材の外形に合わせて凹凸を備えた透明基材を有し、前記第一電極は、前記透明基材の凹部配置されていることを特徴とする。 The photoelectric conversion element according to claim 1 of the present invention is a photoelectric conversion element in which a first electrode and a second electrode forming separate bodies are arranged at least one by way of an electrolyte. One electrode has a linear shape, and includes at least a conductive first wire, and a porous oxide semiconductor layer that is disposed on an outer periphery of the first wire and carries a dye, and the photoelectric conversion element has a transparent substrate having an uneven to fit the outer shape of the first wire, the first electrodes is characterized in that it is arranged in a recess of the transparent substrate.

本発明では、導電性基板の代わりに導電性を有する第一線材を用い、その外周に多孔質酸化物半導体層を配する線状の構成を採用することにより、導電性基板を不要とした第一電極を提供することができる。
また、本発明は、導電性を有する第一線材と、該第一線材の外周に配され、色素を担持した多孔質酸化物半導体層とから構成され、線状をなす第一電極を用いることで、導電性基板を不要とした、低コスト化が図れる新しい構造の光電変換素子を提供することができる。
In the present invention, the first substrate having conductivity is used in place of the conductive substrate, and a linear configuration in which a porous oxide semiconductor layer is disposed on the outer periphery thereof is adopted, thereby eliminating the need for the conductive substrate. One electrode can be provided.
Further, the present invention uses a linear first electrode composed of a conductive first wire and a porous oxide semiconductor layer disposed on the outer periphery of the first wire and carrying a dye. Thus, it is possible to provide a photoelectric conversion element having a new structure that eliminates the need for a conductive substrate and can reduce costs.

<第一実施形態>
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
<First embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の電極(第一電極)の一例を示す断面図である。図2は、第一電極を用いた光電変換素子の一例を示す図であり、(a)は断面図、(b)は上面図である。
図1に示すように、本発明の第一電極10は、少なくとも導電性を有する第一線材11と、該第一線材11の外周に配され、増感色素を担持させた多孔質酸化物半導体層12とから構成され、線状をなしていることを特徴とする。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the electrode (first electrode) of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a photoelectric conversion element using the first electrode, in which (a) is a cross-sectional view and (b) is a top view.
As shown in FIG. 1, a first electrode 10 of the present invention includes a first wire 11 having at least conductivity, and a porous oxide semiconductor disposed on the outer periphery of the first wire 11 and carrying a sensitizing dye. It is comprised from the layer 12, and has comprised linear form, It is characterized by the above-mentioned.

ガラス、プラスチック等からなる透明基材上に、FTOやITOなどの透明導電膜が形成されてなる透明導電性基板を用いた従来の電極(作用極)においては、透明基材の耐熱性の問題から、多孔質酸化物半導体層の形成時に、ガラスではおよそ600℃以上、プラスチックではおよそ150℃以上の高温での焼成が難しかった。これに対して、本発明の第一電極10においては、第一線材11に金属線を採用したことにより、上記のような問題がなく、高温でも十分に焼成できるため、光電変換素子用電極(作用極)として好適である。   In a conventional electrode (working electrode) using a transparent conductive substrate in which a transparent conductive film such as FTO or ITO is formed on a transparent substrate made of glass, plastic, etc., the heat resistance problem of the transparent substrate Therefore, at the time of forming the porous oxide semiconductor layer, firing at a high temperature of about 600 ° C. or more for glass and about 150 ° C. or more for plastic was difficult. On the other hand, in the first electrode 10 of the present invention, the use of the metal wire for the first wire 11 eliminates the above-described problems, and can be sufficiently fired even at high temperatures. It is suitable as a working electrode.

また、板状の基板を用いずに線状の線材を用いているので、フレキシブル性を有し、様々な構造の光電変換素子用電極として利用することができる。
さらに、従来の電極のようにガラス基板や、透明導電膜を用いないため、安価に電極を製造することができる。
In addition, since a linear wire is used without using a plate-like substrate, it has flexibility and can be used as an electrode for photoelectric conversion elements having various structures.
Furthermore, unlike a conventional electrode, a glass substrate or a transparent conductive film is not used, so that the electrode can be manufactured at low cost.

第一線材11としては、具体的には、例えば、Ti、Ni、W、Rh、Moのいずれか、またはこれらの合金からなるワイヤや、中空の線材、棒材などが挙げられる。また、導電性を有し、かつ、電解質に対して電気化学的に不活性な材質からなる線状基材を、例えば、Ti、Ni、W、Rh、Moのいずれか、またはこれらの合金で被覆したものも第一線材11として用いられる。
このような第一線材11の太さ(直径)としては、特に限定されるものではないが、例えば、10[μm]〜5[m]とするのが好ましい。ただし、柔軟性を十分に発揮させるためには、第一線材11の太さは細いほどよい。
Specific examples of the first wire 11 include a wire made of any one of Ti, Ni, W, Rh, and Mo, or an alloy thereof, a hollow wire, and a rod. Further, a linear base material made of a material that is electrically conductive and electrochemically inactive with respect to the electrolyte is made of, for example, any one of Ti, Ni, W, Rh, Mo, or an alloy thereof. What was covered is also used as the first wire 11.
The thickness (diameter) of the first wire 11 is not particularly limited, but is preferably 10 [μm] to 5 [m], for example. However, in order to fully exhibit flexibility, the thickness of the first wire 11 is better as it is thinner.

多孔質酸化物半導体層12は、第一線材11の周囲に設けられており、その表面には少なくとも一部に増感色素が担持されている。
なお、多孔質酸化物半導体層12は、第一線材11の外周の一部のみを覆うものであってもよいが、光収集能力の低下、逆電子移動反応の促進等があるため、第一線材11の外周を完全に覆うことが好ましい。
The porous oxide semiconductor layer 12 is provided around the first wire 11, and a sensitizing dye is supported on at least a part of the surface of the porous oxide semiconductor layer 12.
The porous oxide semiconductor layer 12 may cover only a part of the outer periphery of the first wire 11. However, the porous oxide semiconductor layer 12 has a decrease in the light collection capability, the promotion of the reverse electron transfer reaction, etc. It is preferable to completely cover the outer periphery of the wire 11.

多孔質酸化物半導体層12を形成する半導体としては特に限定されず、通常、光電変換素子用の多孔質酸化物半導体を形成するのに用いられるものであれば、いかなるものでも用いることができる。このような半導体としては、例えば、酸化チタン(TiO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニオブ(Nb)、酸化タングステン(WO)などを用いることができる。 The semiconductor for forming the porous oxide semiconductor layer 12 is not particularly limited, and any semiconductor can be used as long as it is generally used for forming a porous oxide semiconductor for a photoelectric conversion element. As such a semiconductor, for example, titanium oxide (TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), tungsten oxide (WO 3 ), or the like can be used. .

多孔質酸化物半導体層12を形成する方法としては、例えば、市販の酸化物半導体微粒子を所望の分散媒に分散させた分散液、あるいは、ゾル−ゲル法により調製できるコロイド溶液に、必要に応じて所望の添加剤を添加してから、浸漬、塗布、押し出し等の方法により前記第一線材11の外周に配した後、焼成することにより形成する手法が挙げられる。
このような多孔質酸化物半導体層12の厚みとしては、特に限定されるものではないが、例えば、1[μm]〜50[μm]が好ましい。
As a method for forming the porous oxide semiconductor layer 12, for example, a dispersion in which commercially available oxide semiconductor fine particles are dispersed in a desired dispersion medium or a colloidal solution that can be prepared by a sol-gel method is used as necessary. Then, after adding a desired additive, it is arranged on the outer periphery of the first wire 11 by a method such as dipping, coating, or extruding, followed by firing.
The thickness of the porous oxide semiconductor layer 12 is not particularly limited, but is preferably 1 [μm] to 50 [μm], for example.

増感色素としては、ビピリジン構造、ターピリジン構造などを配位子に含むルテニウム錯体、ポルフィリン、フタロシアニン等の含金属錯体をはじめ、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素などを適用することができ、これらの中から用途、使用半導体に適した励起挙動をとるものを適宜選択すれば良い。   Examples of sensitizing dyes include ruthenium complexes containing bipyridine structure and terpyridine structure as ligands, metal-containing complexes such as porphyrin and phthalocyanine, and organic dyes such as eosin, rhodamine and merocyanine. From these, those having an excitation behavior suitable for the application and the semiconductor used may be appropriately selected.

次に、このような第一電極10を用いた光電変換素子について説明する。
図2に示すように、本発明の光電変換素子1は、別体をなす第一電極(作用極)10と第二電極(対極)13とが、少なくとも一つづつ、電解質を介して配されてなる光電変換素子であって、前記第一電極10は、線状をなしており、少なくとも導電性を有する第一線材11と、該第一線材11の外周に配され、色素を担持した多孔質酸化物半導体層12とから構成されていることを特徴とする。
Next, a photoelectric conversion element using such a first electrode 10 will be described.
As shown in FIG. 2, in the photoelectric conversion element 1 of the present invention, a first electrode (working electrode) 10 and a second electrode (counter electrode) 13 forming separate bodies are arranged at least one through an electrolyte. The first electrode 10 has a linear shape, and has at least a conductive first wire 11 and a porous material disposed on the outer periphery of the first wire 11 and carrying a dye. It is characterized by comprising the oxide semiconductor layer 12.

本発明では、導電性基板を必要としない、従来とは全く異なる光電変換素子1の構造を提案する。導電性は耐食性の良い例えば金属線(第一線材11)に担わせ、電解質を封止するために、透明だが導電性を持たない基板を用いた。また、透明基板ではなく、不透明の金属を基板に用いても、基板の大きさを選ぶことで、光の収集を実質的に大きく妨げない構造を有する光電変換素子1を提供することができる。
このような光電変換素子1では、線状をなす第一電極10の外周面が受光面となるため、照射光に対する投影面積を増大することができ、かつ光入射角度依存性が少なくなることが期待される。
In this invention, the structure of the photoelectric conversion element 1 which does not require a conductive substrate and is completely different from the conventional one is proposed. Conductivity is assigned to, for example, a metal wire (first wire 11) having good corrosion resistance, and a transparent but non-conductive substrate is used to seal the electrolyte. In addition, even if an opaque metal is used for the substrate instead of the transparent substrate, the photoelectric conversion element 1 having a structure that does not substantially hinder the collection of light can be provided by selecting the size of the substrate.
In such a photoelectric conversion element 1, since the outer peripheral surface of the linear first electrode 10 becomes a light receiving surface, the projected area with respect to the irradiation light can be increased, and the dependency on the light incident angle can be reduced. Be expected.

図2において、符号1は色素増感型の光電変換素子、10は第一電極(作用極)、11は第一線材、12は多孔質酸化物半導体層、13は第二電極(対極)、14は第一透明基材、15は透明導電膜、16は金属電極膜、17は電解質層、18は第二透明基材、19は封止部材(スペーサー)をそれぞれ示している。
光電変換素子1において、第二電極13と第二透明基材18とが封止部材(スペーサー)19を介して対向配置されてなる空間内に、第一電極10が電解質層17を介して第二電極13と対向して配置され、前記空間の外周部が接着、封止されて光電変換素子として機能する。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a dye-sensitized photoelectric conversion element, 10 denotes a first electrode (working electrode), 11 denotes a first wire, 12 denotes a porous oxide semiconductor layer, 13 denotes a second electrode (counter electrode), Reference numeral 14 denotes a first transparent substrate, 15 denotes a transparent conductive film, 16 denotes a metal electrode film, 17 denotes an electrolyte layer, 18 denotes a second transparent substrate, and 19 denotes a sealing member (spacer).
In the photoelectric conversion element 1, the first electrode 10 is disposed through the electrolyte layer 17 in a space in which the second electrode 13 and the second transparent substrate 18 are disposed to face each other via a sealing member (spacer) 19. It arrange | positions facing the two electrodes 13, and the outer peripheral part of the said space adhere | attaches and seals, and functions as a photoelectric conversion element.

そして本実施形態の光電変換素子1では、前記第二電極13が面状をなし、一つの該第二電極13に対向して、前記第一電極10が複数、並列して配置されている。面状をなす一つの第二電極13に対向して、複数の第一電極10を並列配置することにより、素子の小型化、薄型化が図れる。
また、図2(b)に示すように、第一線材11は、素子の外部へと引き出されていることが好ましい。これにより、発電した電気を容易に外部へと取り出すことが可能である。
In the photoelectric conversion element 1 of the present embodiment, the second electrode 13 has a planar shape, and a plurality of the first electrodes 10 are arranged in parallel so as to face the second electrode 13. By arranging a plurality of first electrodes 10 in parallel so as to face one planar second electrode 13, the element can be reduced in size and thickness.
Further, as shown in FIG. 2B, the first wire 11 is preferably drawn out of the element. Thereby, the generated electricity can be easily taken out.

第二電極(対極)13は、第一透明基材14の第一電極10と対向させる側の面に、透明電極膜15と、金属電極層16とを形成したものである。
第一透明基材14としては、光透過性の素材からなる基板が用いられ、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホンなど、通常、光電変換素子の透明基材として用いられるものであればいかなるものでも用いることができる。第一透明基材14は、これらの中から電解液への耐性などを考慮して適宜選択される。また、第一透明基材14としては、用途上、できる限り光透過性に優れる基板が好ましく、透過率が85%以上の基板がより好ましい。
The second electrode (counter electrode) 13 is formed by forming a transparent electrode film 15 and a metal electrode layer 16 on the surface of the first transparent substrate 14 on the side facing the first electrode 10.
As the 1st transparent base material 14, the board | substrate which consists of a transparent material is used, and what is normally used as a transparent base material of a photoelectric conversion element, such as glass, a polyethylene terephthalate, a polycarbonate, polyether sulfone, etc. Even things can be used. The first transparent base material 14 is appropriately selected from these in consideration of resistance to the electrolytic solution. Moreover, as a 1st transparent base material 14, the board | substrate which is excellent in the light transmittance as much as possible is preferable on a use, and the board | substrate whose transmittance | permeability is 85% or more is more preferable.

透明導電膜15は、第一透明基材14に導電性を付与するために、その一方の面14aに形成された薄膜である。本発明では、第一透明基材14の透明性を著しく損なわない構造とするために、透明導電膜15は、導電性金属酸化物からなる薄膜であることが好ましい。   The transparent conductive film 15 is a thin film formed on one surface 14 a in order to impart conductivity to the first transparent base material 14. In the present invention, the transparent conductive film 15 is preferably a thin film made of a conductive metal oxide so that the transparency of the first transparent substrate 14 is not significantly impaired.

透明導電膜15を形成する導電性金属酸化物としては、例えば、フッ素添加酸化スズ(FTO)、スズ添加酸化インジウム(ITO)、酸化スズ(TO)などが用いられ、中でも、FTO、ITOが好ましい。   As the conductive metal oxide forming the transparent conductive film 15, for example, fluorine-added tin oxide (FTO), tin-added indium oxide (ITO), tin oxide (TO), or the like is used, and among them, FTO and ITO are preferable. .

また、透明導電膜15は、FTO又はITOのみからなる単層の膜、または、ITOからなる膜にFTOからなる膜を重ねて設けた積層謨であることが好ましい。透明導電膜12を、FTOのみからなる単層の膜、または、ITOからなる膜にFTOからなる膜が積層されてなる積層膜とすることにより、可視域における光の吸収量が少なく、導電率が高い透明導電性基板を構成することができる。   The transparent conductive film 15 is preferably a single-layer film made of only FTO or ITO, or a laminated film in which a film made of FTO is stacked on a film made of ITO. By making the transparent conductive film 12 a single-layer film made of only FTO or a laminated film in which a film made of FTO is laminated on a film made of ITO, the amount of light absorbed in the visible region is small, and the conductivity A transparent conductive substrate having a high thickness can be formed.

透明導電膜15の形成方法としては、材料に応じた公知の適切な方法を用いればよいが、例えば、スパッタ法、蒸着法、スプレー熱分解法(SPD法)、化学気相成長法(CVD法)などが挙げられる。   As a method for forming the transparent conductive film 15, a known appropriate method corresponding to the material may be used. For example, sputtering, vapor deposition, spray pyrolysis (SPD), chemical vapor deposition (CVD) ) And the like.

金属電極層16としては、白金膜などを用いることができる。例えば、金属電極層16が白金膜である場合、金属電極層16の膜厚は、lnm〜500nmの範囲とされる。白金膜厚が上記範囲を越えると、十分な光透過性が得られず、光電変換素子1の特性低下につながる可能性がある。また、白金膜の膜厚が上記範囲未満であると、十分な導電性が得られず、光電変換素子1の特性低下につながる可能性がある。
金属電極層16の形成方法としては、例えば白金膜である場合、塩化白金酸を塗布して熱処理する等の方法が例示でき、スパッタ法や蒸着法によって形成してもよい。
As the metal electrode layer 16, a platinum film or the like can be used. For example, when the metal electrode layer 16 is a platinum film, the film thickness of the metal electrode layer 16 is in the range of 1 nm to 500 nm. If the platinum film thickness exceeds the above range, sufficient light transmission cannot be obtained, and the characteristics of the photoelectric conversion element 1 may be deteriorated. Moreover, when the film thickness of the platinum film is less than the above range, sufficient conductivity may not be obtained, which may lead to deterioration of the characteristics of the photoelectric conversion element 1.
As a method for forming the metal electrode layer 16, for example, in the case of a platinum film, a method of applying chloroplatinic acid and performing a heat treatment can be exemplified, and the metal electrode layer 16 may be formed by sputtering or vapor deposition.

電解質層17は、多孔質酸化物半導体層12内に電解液を含浸させてなるものか、または、多孔質酸化物半導体層12内に電解液を含浸させた後に、この電解液を適当なゲル化剤を用いてゲル化(擬固体化)して、多孔質酸化物半導体層12と一体に形成されてなるもの、あるいは、イオン液体をベースとしたもの、さらには、酸化物半導体粒子及び導電性粒子を含むゲル状の電解質などが用いられる。   The electrolyte layer 17 is formed by impregnating the porous oxide semiconductor layer 12 with an electrolytic solution, or after impregnating the porous oxide semiconductor layer 12 with the electrolytic solution, the electrolytic solution is applied to an appropriate gel. Gelling (pseudo-solidification) using a chemical agent and formed integrally with the porous oxide semiconductor layer 12, or based on an ionic liquid, further oxide semiconductor particles and conductive A gel electrolyte containing conductive particles is used.

上記電解液としては、ヨウ素、ヨウ化物イオン、ターシャリーブチルピリジンなどの電解質成分が、エチレンカーボネートやメトキシアセトニトリルなどの有機溶媒やイオン液体に溶解されてなるものが用いられる。
この電解液をゲル化する際に用いられるゲル化剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などが挙げられる。
As said electrolyte solution, what melt | dissolved electrolyte components, such as an iodine, iodide ion, and tertiary butyl pyridine, in organic solvents and ionic liquids, such as ethylene carbonate and methoxyacetonitrile, is used.
Examples of the gelling agent used for gelling the electrolytic solution include polyvinylidene fluoride, a polyethylene oxide derivative, and an amino acid derivative.

上記イオン液体としては、特に限定されるものではないが、室温で液体であり、例えば、四級化された窒素原子を有する化合物をカチオンとした常温溶融塩が挙げられる。
常温溶融塩のカチオンとしては、四級化イミダゾリウム誘導体、四級化ピリジニウム誘導体、四級化アンモニウム誘導体などが挙げられる。
常温溶融塩のアニオンとしては、BF 、PF 、(HF) 、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド[N(CFS0 ]、ヨウ化物イオンなどが挙げられる。
イオン液体の具体例としては、四級化イミダゾリウム系カチオンとヨウ化物イオンまたはビストリフルオロメチルスルホニルイミドイオンなどからなる塩類を挙げることができる。
Although it does not specifically limit as said ionic liquid, It is a liquid at room temperature, For example, the normal temperature molten salt which used the compound which has the quaternized nitrogen atom as a cation is mentioned.
Examples of the cation of the room temperature molten salt include quaternized imidazolium derivatives, quaternized pyridinium derivatives, and quaternized ammonium derivatives.
Examples of the anion of the ambient temperature molten salt, BF 4 -, PF 6 - , (HF) n -, bis (trifluoromethylsulfonyl) imide [N (CF 3 S0 2) 2 -], and the like iodide ion.
Specific examples of the ionic liquid include salts composed of quaternized imidazolium-based cations and iodide ions or bistrifluoromethylsulfonylimide ions.

上記酸化物半導体粒子としては、物質の種類や粒子サイズなどが特に限定されないが、イオン液体を主体とする電解液との混和性に優れ、この電解液をゲル化させるようなものが用いられる。また、酸化物半導体粒子は、電解質の半導電性を低下させることがなく、電解質に含まれる他の共存成分に対する化学的安定性に優れることが必要である。特に、電解質がヨウ素/ヨウ化物イオンや、臭素/臭化物イオンなどの酸化還元対を含む場合であっても、酸化物半導体粒子は、酸化反応による劣化を生じないものが好ましい。   The oxide semiconductor particles are not particularly limited in terms of the type and particle size of the substance, but those that are excellent in miscibility with an electrolytic solution mainly composed of an ionic liquid and that gel the electrolytic solution are used. Further, the oxide semiconductor particles are required to have excellent chemical stability against other coexisting components contained in the electrolyte without reducing the semiconductivity of the electrolyte. In particular, even when the electrolyte contains a redox pair such as iodine / iodide ions or bromine / bromide ions, the oxide semiconductor particles are preferably those that do not deteriorate due to an oxidation reaction.

このような酸化物半導体粒子としては、TiO、SnO、SiO、ZnO、Nb、In、ZrO、Al、WO、SrTiO、Ta、La、Y、Ho、Bi、CeOからなる群から選択される1種または2種以上の混合物が好ましく、その平均粒径は2nm〜1000nm程度が好ましい。 Examples of such oxide semiconductor particles include TiO 2 , SnO 2 , SiO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 , In 2 O 3 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , WO 3 , SrTiO 3 , Ta 2 O 5 , One or a mixture of two or more selected from the group consisting of La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Bi 2 O 3 , CeO 2 is preferable, and the average particle size is about 2 nm to 1000 nm. preferable.

上記導電性微粒子としては、導電体や半導体など、導電性を有する粒子が用いられる。また、導電性粒子の種類や粒子サイズなどは特に限定されないが、イオン液体を主体とする電解液との混和性に優れ、この電解液をゲル化するようなものが用いられる。さらに、電解質に含まれる他の共存成分に対する化学的安定性に優れることが必要である。特に、電解質がヨウ素/ヨウ化物イオンや、臭素/臭化物イオンなどの酸化還元対を含む場合でも、酸化反応による劣化を生じないものが好ましい。   As the conductive fine particles, conductive particles such as a conductor and a semiconductor are used. Further, the type and particle size of the conductive particles are not particularly limited, and those that are excellent in miscibility with an electrolytic solution mainly composed of an ionic liquid and that gel this electrolytic solution are used. Furthermore, it is necessary to be excellent in chemical stability against other coexisting components contained in the electrolyte. In particular, even when the electrolyte contains an oxidation / reduction pair such as iodine / iodide ion or bromine / bromide ion, an electrolyte that does not deteriorate due to oxidation reaction is preferable.

このような導電性微粒子としては、カーボンを主体とする物質からなるものが挙げられ、具体例としては、カーボンナノチューブ、カーボンファイバ、カーボンブラックなどの粒子を例示できる。これらの物質の製造方法はいずれも公知であり、また、市販品を用いることもできる。   Examples of such conductive fine particles include those composed mainly of carbon, and specific examples include particles such as carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon black. All methods for producing these substances are known, and commercially available products can also be used.

第二透明基材18としては、上述した第一透明基材14と同様のものを用いることができる。   As the 2nd transparent base material 18, the thing similar to the 1st transparent base material 14 mentioned above can be used.

封止部材(スペーサー)19としては、第二電極13と第二透明基材18に対する接着性に優れるものであれば特に限定されないが、例えば、分子鎖中にカルボン酸基を有する熱可塑性樹脂からなる接着剤などが望ましく、具体的には、ハイミラン(三井デュポンポリケミカル社製)、バイネル(デュポン社製)の他に、UV硬化可能な材料[例えば、31X−101(スリーボンド社製)]などが挙げられる。
なお、第二電極13と第二透明基材18の何れか一方は透明でなくてもよい。ただし、第二透明基材18が透明ならば、第二電極13を構成する第一透明基材14、透明導電膜15および金属電極層16の組合せについて選択の幅が広がるのでより好ましい。
The sealing member (spacer) 19 is not particularly limited as long as it has excellent adhesion to the second electrode 13 and the second transparent substrate 18. For example, from the thermoplastic resin having a carboxylic acid group in the molecular chain. In particular, in addition to Hi Milan (Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.), Binnel (DuPont Co., Ltd.), UV curable materials [e.g., 31X-101 (Three Bond Co., Ltd.)], etc. Is mentioned.
Note that one of the second electrode 13 and the second transparent substrate 18 may not be transparent. However, it is more preferable if the second transparent substrate 18 is transparent because the range of selections for the combination of the first transparent substrate 14, the transparent conductive film 15, and the metal electrode layer 16 constituting the second electrode 13 is widened.

<第二実施形態>
以下、本発明に係る光電変換素子の第二実施形態を図面に基づいて説明する。
図3は、本実施形態に係る光電変換素子の一例を示す図であり、(a)は断面図、(b)は上面図である。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
<Second embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the photoelectric conversion element according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the photoelectric conversion element according to the present embodiment, in which (a) is a cross-sectional view and (b) is a top view. In the present embodiment, differences from the first embodiment described above will be mainly described, and description of similar parts will be omitted.

本実施形態は、光電変換素子が備える第二電極の形状が異なること以外は、第一実施形態とほぼ同様である。すなわち、第一実施形態では、第二電極13は面状をなしていたが、本実施形態では、第二電極20が線状を有している。   This embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the shape of the second electrode provided in the photoelectric conversion element is different. That is, in the first embodiment, the second electrode 13 has a planar shape, but in the present embodiment, the second electrode 20 has a linear shape.

すなわち、本実施形態の光電変換素子1B(1)は、前記第一電極10が線状をなし、複数の該第二電極20に対向して、前記第一電極10が複数、該第二電極20と交互に配置されていることを特徴とする。第二電極20も線状にし、第一電極10の間隙部に配することにより、スペースを有効に利用することができ、さらに薄型になる。
また、図3(b)に示すように、第一線材11及び第二電極20は、素子の外部へと引き出されていることが好ましい。これにより、発電した電気を容易に外部へと取り出すことが可能である。
That is, in the photoelectric conversion element 1 </ b> B (1) of the present embodiment, the first electrode 10 has a linear shape and faces the plurality of second electrodes 20. 20 and is alternately arranged. By forming the second electrode 20 in a linear shape and arranging it in the gap portion of the first electrode 10, the space can be used effectively and the thickness is further reduced.
Moreover, as shown in FIG.3 (b), it is preferable that the 1st wire 11 and the 2nd electrode 20 are withdraw | derived to the exterior of an element. Thereby, the generated electricity can be easily taken out.

第二電極20は、線状をなし、例えば白金(Pt)、カーボン、導電性高分子から構成される。また、導電性を有し、かつ、電解質に対して電気化学的に不活性な材質からなる線状基材をPtで被覆したものや、上記線状基材をカーボンや導電性高分子で被覆したものも第二電極20として用いられる。このような第二電極20では電解質との電荷の授受が速やかに進行する。
このような線状基材としては、具体的には、例えば、Ti、Ni、W、Rh、Moなどの不活性金属、あるいは炭素繊維などが挙げられる。
The second electrode 20 has a linear shape and is made of, for example, platinum (Pt), carbon, or a conductive polymer. Also, a linear substrate made of a material that is electrically conductive and electrochemically inert to the electrolyte is coated with Pt, or the linear substrate is coated with carbon or a conductive polymer. This is also used as the second electrode 20. In such a second electrode 20, transfer of charges with the electrolyte proceeds promptly.
Specific examples of such a linear substrate include inert metals such as Ti, Ni, W, Rh, and Mo, or carbon fibers.

上記カーボンとしては、具体的には、例えば、グラファイト化(結晶化)カーボンあるいは非晶質カーボン、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンファイバ、カーボンブラックなどの粒子をペースト化し、塗布してもよい。このようなカーボンを使用する場合には、加熱、焼成処理などにより不要吸着物を除去して用いたほうが、ヨウ素レドックス対の電極反応が円滑に進むようになるので好ましい。
また、第二電極20の材料を構成する導電性高分子としては、例えば、PEDOT[Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):「ポリエチレンジオキシチオフェン」]誘導体や、PANI[Polyaniline]誘導体などが挙げられる。
Specifically, as the carbon, for example, particles such as graphitized (crystallized) carbon or amorphous carbon, fullerene, carbon nanotube, carbon fiber, and carbon black may be pasted and applied. When such carbon is used, it is preferable to remove unnecessary adsorbate by heating, baking treatment, etc., because the electrode reaction of the iodine redox couple proceeds smoothly.
Examples of the conductive polymer constituting the material of the second electrode 20 include PEDOT [Poly (3,4-ethylenedioxythiophene): “polyethylenedioxythiophene]] derivatives, PANI [Polyaniline] derivatives, and the like. .

なお、特開2003−77550号公報において、対極に金線を用いるとの記述があるが、このような構成で実際に素子を構築すると、金線は一緒に使用する電解質溶液に容易に溶解してしまうため、光電変換素子の呈をなさず、科学的正確性に欠ける。   In JP 2003-77550 A, there is a description that a gold wire is used for the counter electrode. However, when an element is actually constructed with such a configuration, the gold wire is easily dissolved in the electrolyte solution used together. Therefore, the photoelectric conversion element is not presented and scientific accuracy is lacking.

本実施形態のように、第一電極10と第二電極13の双方が線状をなすとき、第二電極13の直径は、第二電極13の直径の1/4以下であることが好ましい。これにより、複数の第一電極10を隙間なく配置し、その間隙に第二電極13を設けることができる。
しかし、第二電極13が細くなると抵抗が増加するため、より太い方が好ましい。よって、第二電極13の直径は、第一電極10の直径の1/4程度とすることが好ましい。
When both the first electrode 10 and the second electrode 13 are linear as in the present embodiment, the diameter of the second electrode 13 is preferably ¼ or less of the diameter of the second electrode 13. Thereby, the some 1st electrode 10 can be arrange | positioned without a clearance gap, and the 2nd electrode 13 can be provided in the clearance gap.
However, since the resistance increases as the second electrode 13 becomes thinner, a thicker one is preferable. Therefore, the diameter of the second electrode 13 is preferably about ¼ of the diameter of the first electrode 10.

また、図4に示す光電変換素子1C(1)は、第一電極10の一部を、第二透明基材(透明基材)18に内在させたものである。このように第一電極10の一部を、第二透明基材18に内在させることで、素子内部に注入される電解質の量を少なくすることができるとともに、素子の小型化、薄型化が図れる。 In addition, the photoelectric conversion element 1 </ b> C (1) illustrated in FIG. 4 has a part of the first electrode 10 contained in the second transparent base material (transparent base material) 18. Thus, by making a part of the first electrode 10 reside in the second transparent substrate 18, the amount of electrolyte injected into the element can be reduced, and the element can be reduced in size and thickness. .

また、図5に示す光電変換素子1D(1)は、第二電極20を第一電極10の上下に配したものである。このように第二電極20を第一電極10の上下に配することで、第一電極10−第二電極20間で距離の離れている部分を少なくすることができる。なお、鉛直方向からの光入射に対しては、対極として機能する第二電極20の数を増やしても変換効率の低下は殆どない。   Further, the photoelectric conversion element 1 </ b> D (1) illustrated in FIG. 5 has the second electrode 20 disposed above and below the first electrode 10. Thus, by arranging the second electrode 20 above and below the first electrode 10, it is possible to reduce a portion where the distance is between the first electrode 10 and the second electrode 20. For light incident from the vertical direction, even if the number of second electrodes 20 functioning as a counter electrode is increased, there is almost no decrease in conversion efficiency.

<第三実施形態>
以下、本発明に係る光電変換素子の第三実施形態を図面に基づいて説明する。
図6は、本実施形態に係る光電変換素子の一例を示す断面図である。なお、本実施形態では、上述した実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
<Third embodiment>
Hereinafter, a third embodiment of the photoelectric conversion element according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of the photoelectric conversion element according to this embodiment. In this embodiment, differences from the above-described embodiment will be mainly described, and description of similar parts will be omitted.

本実施形態は、光電変換素子が備える第二電極の形状が異なること以外は、第二実施形態とほぼ同様である。すなわち、第二実施形態では、第二電極20は線状をなしていたが、本実施形態では、第二電極30が基板上に印刷された導線から構成される。このように第二電極を印刷により形成することで、素子の小型化、薄型化が図れる。   This embodiment is substantially the same as the second embodiment except that the shape of the second electrode provided in the photoelectric conversion element is different. That is, in the second embodiment, the second electrode 20 has a linear shape, but in the present embodiment, the second electrode 30 is constituted by a conductive wire printed on a substrate. Thus, by forming the second electrode by printing, the element can be reduced in size and thickness.

第二電極30は、例えば、Ti基板31上にPtを含む導線32が印刷されてなる。
導線32は、図6(a)に示すように、Ti基板31上に直接ストライプ状に形成しても良いし、図6(b)に示すように、Ti基板31の全面に形成されたPt膜33を介してストライプ状に形成されていてもよい。
また、導線32は、Ptの代わりに、カーボンや導電性高分子を用いることもできる。
The second electrode 30 is formed, for example, by printing a conductive wire 32 containing Pt on a Ti substrate 31.
The conductive wire 32 may be formed in a stripe shape directly on the Ti substrate 31 as shown in FIG. 6A, or Pt formed on the entire surface of the Ti substrate 31 as shown in FIG. 6B. The film 33 may be formed in a stripe shape.
In addition, the conductive wire 32 can use carbon or a conductive polymer instead of Pt.

以上、本発明の光電変換素子について説明してきたが、本発明は上記の例に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更が可能である。   The photoelectric conversion element of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above example, and can be appropriately changed as necessary.

例えば、上述した実施形態では、第一電極(作用極)において、導電性基板の代わりに導電性を有する第一線材を用い、線状の構成を採用することにより導電性基板を不要とし、このような第一電極(作用極)を用いることにより、低コスト化を図れる新しい構造を有する光電変換素子について説明してきたが、本発明の趣旨を第二電極(対極)について、適用することも可能である。   For example, in the above-described embodiment, the first electrode (working electrode) uses the first wire material having conductivity instead of the conductive substrate, and adopts a linear configuration to eliminate the need for the conductive substrate. Although the photoelectric conversion element having a new structure capable of reducing the cost by using the first electrode (working electrode) has been described, the gist of the present invention can be applied to the second electrode (counter electrode). It is.

すなわち、第二電極において、線状の構成を採用することにより導電性基板を不要とし、このような第二電極を用いることにより、低コスト化を図れる新しい構造を有する光電変換素子とすることもできる。   In other words, in the second electrode, by adopting a linear configuration, a conductive substrate is unnecessary, and by using such a second electrode, a photoelectric conversion element having a new structure that can reduce costs can be obtained. it can.

例えば、図7に示す光電変換素子50では、第一電極51が面状をなし、一つの該第一電極51に対向して、第二電極55が複数、並列して配置されている。面状をなす一つの第一電極51に対向して、複数の第二電極55を並列配置することにより、素子の小型化、薄型化が図れる。
作用極51は、透明基材52と、該透明基材52の一方の面に、透明導電膜53を介して形成された多孔質酸化物半導体層54とから構成されている。
対極をなす第二電極55としては、例えば、上述した第二電極20と同様のものが用いられる。
なお、図7に示した第二電極55と第二透明基材18の組合せを、図6に示した第二電極30と同様のものと置き換えてもよい。
For example, in the photoelectric conversion element 50 shown in FIG. 7, the first electrode 51 has a planar shape, and a plurality of second electrodes 55 are arranged in parallel so as to face the first electrode 51. By arranging a plurality of second electrodes 55 in parallel so as to face one planar first electrode 51, the element can be reduced in size and thickness.
The working electrode 51 includes a transparent substrate 52 and a porous oxide semiconductor layer 54 formed on one surface of the transparent substrate 52 via a transparent conductive film 53.
As the 2nd electrode 55 which makes a counter electrode, the thing similar to the 2nd electrode 20 mentioned above is used, for example.
Note that the combination of the second electrode 55 and the second transparent substrate 18 shown in FIG. 7 may be replaced with the same combination as the second electrode 30 shown in FIG.

(実施例)
本例では、第一電極と第二電極の両方が線状をなす構成とした光電変換素子を作製し、その光電変換特性について調べた結果について述べる。
第一線材として、直径0.2mmのTiワイヤを用意し、このTiワイヤを酸化チタンペースト(Solaronix製、Ti-Nanoxide T)に浸漬、引き上げ、乾燥を3回繰り返して塗布した後、電気炉で500℃、1時間焼結して多孔質酸化チタン膜付のTiワイヤを得た。酸化チタンの塗布範囲は長さ5cmとした。酸化チタンの膜厚はおよそ6μmだった。
(Example)
In this example, a photoelectric conversion element having a configuration in which both the first electrode and the second electrode form a linear shape and the results of examining the photoelectric conversion characteristics will be described.
Prepare a Ti wire with a diameter of 0.2 mm as the first wire, apply this Ti wire by immersing it in titanium oxide paste (Solaronix, Ti-Nanoxide T), applying it repeatedly and drying it three times. Sintered at 500 ° C. for 1 hour to obtain a Ti wire with a porous titanium oxide film. The application range of titanium oxide was 5 cm in length. The thickness of the titanium oxide was about 6 μm.

上記ワイヤを、ルテニウム色素(N719)の0.3mM、アセトニトリル/tert−ブタノール=1:1溶液に浸漬し、室温で24時間放置して酸化チタンの表面に色素を担持した。色素溶液から引き上げた後、上記混合溶液で洗浄し、これを第一電極とした。   The wire was immersed in a 0.3 mM ruthenium dye (N719), acetonitrile / tert-butanol = 1: 1 solution and allowed to stand at room temperature for 24 hours to carry the dye on the surface of titanium oxide. After pulling up from the dye solution, it was washed with the above mixed solution, and this was used as the first electrode.

第二電極として直径0.08mmのPtワイヤを用意し、第二電極6本と、上記第一電極5本とを交互に無アルカリガラス基板上に並べて、厚さ0.2mmのPETフィルムをスペーサーにしてメトキシアセトニトリルを溶媒とする揮発性電解質に浸し、次いで同じく無アルカリガラスを上面にかぶせてセルとした。   A Pt wire having a diameter of 0.08 mm is prepared as a second electrode, and six second electrodes and five first electrodes are alternately arranged on an alkali-free glass substrate, and a PET film having a thickness of 0.2 mm is used as a spacer. Then, it was immersed in a volatile electrolyte using methoxyacetonitrile as a solvent, and then a non-alkali glass was also put on the upper surface to form a cell.

金属ワイヤを特に制御することなく単純に並べただけなので、セルの受光面積はこれらワイヤとワイヤ間の隙間が占める面積も含めて、およそ0.75cm(=5cm×0.15cm)とした。作用極の受光面積(アクティブエリア)は、色素担持した酸化チタン膜付のTiワイヤの投影面積なので、0.53cm(5cm×0.0212cm×5本)と換算され、短絡電流密度の見積もりに1.5倍程度の範囲で誤差を含む。 Since the metal wires are simply arranged without any particular control, the light receiving area of the cell is approximately 0.75 cm 2 (= 5 cm × 0.15 cm) including the area occupied by the gap between the wires. Since the light receiving area (active area) of the working electrode is the projected area of the Ti wire with the titanium oxide film carrying the dye, it is converted to 0.53 cm 2 (5 cm × 0.0212 cm × 5), which is used to estimate the short-circuit current density. The error is included in the range of about 1.5 times.

以上のように作製した光電変換素子を、ソーラーシミュレータ(AM1.5、100mW/cm)の光照射下に置いて、電流電位曲線(I−V曲線)を測定した。その結果を図8に示す。
図8より、本例で作製した光電変換素子の光電変換効率は、1.25%であることが確認された(JSC=2.4mA/cm、VOC=730mV、ff=0.71)。
The photoelectric conversion element produced as described above was placed under the light irradiation of a solar simulator (AM1.5, 100 mW / cm 2 ), and a current-potential curve (IV curve) was measured. The result is shown in FIG.
FIG. 8 confirms that the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion element manufactured in this example is 1.25% (J SC = 2.4 mA / cm 2 , V OC = 730 mV, ff = 0.71). ).

本発明は、光電変換素子及びそれに用いる電極に適用可能である。   The present invention is applicable to photoelectric conversion elements and electrodes used therefor.

本発明に係る第一電極の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the 1st electrode which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換素子の一例を示す図であり、(a)は断面図、(b)は上面図を表す。It is a figure which shows an example of the photoelectric conversion element which concerns on this invention, (a) represents sectional drawing, (b) represents a top view. 本発明に係る光電変換素子の他の一例を示す図であり、(a)は断面図、(b)は上面図を表す。It is a figure which shows another example of the photoelectric conversion element which concerns on this invention, (a) is sectional drawing, (b) represents a top view. 本発明に係る光電変換素子の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the photoelectric conversion element which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換素子の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the photoelectric conversion element which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換素子の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the photoelectric conversion element which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換素子の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the photoelectric conversion element which concerns on this invention. 本発明に係る光電変換素子のI−V曲線の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the IV curve of the photoelectric conversion element which concerns on this invention. 従来の光電変換素子の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional photoelectric conversion element.

符号の説明Explanation of symbols

1A,1B,1C,1D,1E(1) 光電変換素子、10 第一電極、11 第一線材、12 多孔質酸化物半導体層、13,20 第二電極、14 第一透明基材、15 透明導電膜、16 金属電極膜、17 電解質層、18 第二透明基材、19 封止部材(スペーサー)。   1A, 1B, 1C, 1D, 1E (1) Photoelectric conversion element, 10 1st electrode, 11 1st wire, 12 Porous oxide semiconductor layer, 13, 20 2nd electrode, 14 1st transparent base material, 15 Transparent Conductive film, 16 metal electrode film, 17 electrolyte layer, 18 second transparent substrate, 19 sealing member (spacer).

Claims (1)

別体をなす第一電極と第二電極とが、少なくとも一つづつ、電解質を介して配されてなる光電変換素子であって、
前記第一電極は、線状をなしており、少なくとも導電性を有する第一線材と、該第一線材の外周に配され、色素を担持した多孔質酸化物半導体層とから構成され、
前記光電変換素子は、前記第一線材の外形に合わせて凹凸を備えた透明基材を有し、
前記第一電極は、前記透明基材の凹部配置されていることを特徴とする光電変換素子。
The first electrode and the second electrode forming separate bodies are at least one photoelectric conversion element arranged via an electrolyte,
The first electrode has a linear shape, and includes at least a first wire having conductivity, and a porous oxide semiconductor layer that is disposed on the outer periphery of the first wire and carries a dye,
The photoelectric conversion element has a transparent base material having irregularities according to the outer shape of the first wire,
It said first electrodes includes a photoelectric conversion element characterized in that it is arranged in a recess of the transparent substrate.
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