JP5205756B2 - Photoelectric conversion element - Google Patents
Photoelectric conversion element Download PDFInfo
- Publication number
- JP5205756B2 JP5205756B2 JP2006354438A JP2006354438A JP5205756B2 JP 5205756 B2 JP5205756 B2 JP 5205756B2 JP 2006354438 A JP2006354438 A JP 2006354438A JP 2006354438 A JP2006354438 A JP 2006354438A JP 5205756 B2 JP5205756 B2 JP 5205756B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dye
- chemical formula
- ring
- photoelectric conversion
- conversion element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
本発明は、色素を用いた光電変換素子に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion element using a dye.
従来、太陽光などの光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池などの光電変換素子として、酸化物半導体を有する電極に色素を担持させ増感させる色素増感型光電変換素子が知られている。この色素増感型光電変換素子は、理論的に高い効率が期待でき、一般に普及しているシリコン半導体を用いた光電変換素子より、コスト的に非常に有利であると考えられている。このため、次世代の光電変換素子として注目されており、実用化に向けて開発が進められている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a photoelectric conversion element such as a solar cell that converts light energy such as sunlight into electric energy, a dye-sensitized photoelectric conversion element that supports and sensitizes a dye on an electrode having an oxide semiconductor is known. This dye-sensitized photoelectric conversion element can be expected to have a theoretically high efficiency, and is considered to be very advantageous in terms of cost compared to a photoelectric conversion element using a silicon semiconductor that is generally spread. For this reason, it attracts attention as a next-generation photoelectric conversion element, and is being developed for practical use (see, for example, Patent Document 1).
この色素増感型光電変換素子では、酸化物半導体として酸化チタンを用いて焼成することにより多孔質状の層を形成した電極が広く用いられている(例えば、特許文献2参照。)。しかし、最近では、様々な形態の光電変換素子に適合することが可能な、低コストで、フレキシブルな電極が求められている。この電極に関しては、酸化亜鉛などを用いて焼成せずに酸化物半導体の層を形成する技術が知られている(例えば、特許文献3参照。)。 In this dye-sensitized photoelectric conversion element, an electrode in which a porous layer is formed by firing using titanium oxide as an oxide semiconductor is widely used (for example, see Patent Document 2). However, recently, there has been a demand for a low-cost and flexible electrode that can be adapted to various types of photoelectric conversion elements. With respect to this electrode, a technique of forming an oxide semiconductor layer without firing using zinc oxide or the like is known (see, for example, Patent Document 3).
また、色素増感型光電変換素子に用いられる色素に関しては、短絡電流密度や、変換効率などの性能の向上を目的として、シアニン系色素などの有機色素や、ルテニウム錯体色素などの金属錯体色素などを用いる技術が知られている(例えば、特許文献4,5および非特許文献1〜3参照。)。
しかしながら、従来の色素増感型光電変換素子に用いられる色素では、酸化物半導体として酸化亜鉛を用いた場合には、十分な短絡電流密度および変換効率などの性能が得られておらず、更なる向上が望まれている。 However, in the dye used for the conventional dye-sensitized photoelectric conversion element, when zinc oxide is used as the oxide semiconductor, performance such as sufficient short-circuit current density and conversion efficiency is not obtained, and further, Improvement is desired.
本発明はかかる問題点を鑑みてなされたもので、その目的は、短絡電流密度および変換効率を向上させることができる光電変換素子を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this problem, The objective is to provide the photoelectric conversion element which can improve a short circuit current density and conversion efficiency.
本発明の光電変換素子は、色素と、この色素を担持する担持体とを有する電極を備えるものであって、色素は、化1で表される化合物を含み、担持体は、酸化亜鉛を含むものである。 The photoelectric conversion element of the present invention includes an electrode having a dye and a support that supports the dye, the dye including a compound represented by Chemical Formula 1, and the support includes zinc oxide. It is a waste.
本発明の光電変換素子では、化1に示した化合物を含む色素が光を吸収する。光を吸収した色素は、電子を酸化亜鉛が含まれる担持体に注入し、光電変換する。 In the photoelectric conversion element of the present invention, the dye containing the compound shown in Chemical Formula 1 absorbs light. The dye that has absorbed light injects electrons into a carrier containing zinc oxide, and performs photoelectric conversion.
また、本発明の光電変換素子では、電子供与性基がアルコキシ基、アルキル基またはアミノ基であることが好ましい。これにより、光を吸収した色素は、電子を酸化亜鉛が含まれる担持体に注入し、光電変換する。 In the photoelectric conversion device of the present invention preferably has a conductivity children given group is an alkoxy group, an alkyl group or an amino group. Thereby, the pigment | dye which absorbed light inject | pours an electron into the support body containing a zinc oxide, and performs photoelectric conversion.
また、本発明の光電変換素子では、色素に化1に示したnが0または1である化合物を含むことが好ましい。これにより、その色素が500nmより短い波長帯または500nm付近の波長帯の光を吸収して電子を酸化亜鉛が含まれる担持体に注入し、光電変換する。 Moreover, in the photoelectric conversion element of this invention, it is preferable that the compound whose n shown to Chemical formula 1 is 0 or 1 is contained in the pigment | dye. As a result, the dye absorbs light in a wavelength band shorter than 500 nm or in the wavelength band near 500 nm, injects electrons into the carrier containing zinc oxide, and performs photoelectric conversion.
また、本発明の光電変換素子では、色素に化1に示したnが2である化合物を含むことが好ましい。これにより、600nm付近の波長帯の光を吸収して電子を酸化亜鉛が含まれる担持体に注入し、光電変換すると共に、青色を表現する。 Moreover, in the photoelectric conversion element of this invention, it is preferable that the compound whose n shown to Chemical formula 1 is 2 is contained in the pigment | dye. This absorbs light in the wavelength band near 600 nm, injects electrons into the carrier containing zinc oxide, photoelectrically converts it, and expresses blue.
さらに、本発明の光電変換素子では、色素が、化1に示した化合物と共に、化1に示した化合物の最大吸収波長より短い波長を最大吸収波長として有する化合物を含むことが好ましい。これにより、その色素が広い波長帯の光を吸収して電子を酸化亜鉛が含まれる担持体に注入し、光電変換する。 Furthermore, in the photoelectric conversion element of the present invention, it is preferable that the dye contains a compound having, as a maximum absorption wavelength, a wavelength shorter than the maximum absorption wavelength of the compound represented by Chemical Formula 1 together with the compound represented by Chemical Formula 1. As a result, the dye absorbs light in a wide wavelength band, injects electrons into a carrier containing zinc oxide, and performs photoelectric conversion.
本発明の光電変換素子によれば、色素と、この色素を担持する担持体とを有する電極を備え、色素が化1に示した化合物を含み、担持体が酸化亜鉛を含むことから、短絡電流密度および変換効率を向上させることができる。 According to the photoelectric conversion element of the present invention, since it includes an electrode having a dye and a support that supports the dye, the dye includes the compound shown in Chemical Formula 1, and the support includes zinc oxide. Density and conversion efficiency can be improved.
特に、色素が、さらに、化1に示した化合物の最大吸収波長より短い波長を最大吸収波長として有する化合物を含んでいれば、より高い短絡電流密度および変換効率が得られる。 In particular, if the dye further contains a compound having a wavelength shorter than the maximum absorption wavelength of the compound shown in Chemical Formula 1 as the maximum absorption wavelength, higher short-circuit current density and conversion efficiency can be obtained.
以下、本発明の実施のための最良の形態(以下、単に実施の形態という。)について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る光電変換素子の断面構成を模式的に表すものであり、図2は、図1に示した光電変換素子の主要部を抜粋および拡大して表すものである。図1および図2に示した光電変換素子は、いわゆる色素増感型太陽電池の主要部である。この光電変換素子は、作用電極10と対向電極20とが電解質含有体30を介して対向配置されたものであり、作用電極10と対向電極20との少なくとも一方は、光透過性を有する電極である。
FIG. 1 schematically shows a cross-sectional configuration of a photoelectric conversion element according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an extracted and enlarged main part of the photoelectric conversion element shown in FIG. Is. The photoelectric conversion element shown in FIGS. 1 and 2 is a main part of a so-called dye-sensitized solar cell. In this photoelectric conversion element, the working
作用電極10は、例えば、導電性基板11に金属酸化物半導体層12が設けられ、この金属酸化物半導体層12を担持体として色素14が担持されている構造を有している。この作用電極10は、外部回路に対して、負極として機能するものである。導電性基板11は、例えば、絶縁性の基板11Aの表面に導電層11Bを設けたものである。
The working
基板11Aの材料としては、例えば、ガラス、プラスチック、透明ポリマーフィルムなどの絶縁性材料が挙げられる。透明ポリマーフィルムとしては、例えば、テトラアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、シンジオクタチックポリステレン(SPS)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAr)、ポリスルフォン(PSF)、ポリエステルスルフォン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、環状ポリオレフィンまたはブロム化フェノキシなどが挙げられる。 Examples of the material of the substrate 11A include insulating materials such as glass, plastic, and transparent polymer film. Examples of the transparent polymer film include tetraacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndioctane polyester (SPS), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC), and polyarylate. (PAr), polysulfone (PSF), polyester sulfone (PES), polyetherimide (PEI), cyclic polyolefin, or brominated phenoxy.
導電層11Bとしては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、インジウム−スズ複合酸化物(ITO)あるいは酸化スズにフッ素をドープしたもの(FTO:F−SnO2 )などの導電性金属酸化物薄膜や、金(Au)、銀(Ag)あるいは白金(Pt)などの金属薄膜や、導電性高分子などで形成されたものなどが挙げられる。
Examples of the
なお、導電性基板11は、例えば、導電性を有する材料によって単層構造となるように構成されていてもよく、その場合、導電性基板11の材料としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、インジウム−スズ複合酸化物あるいは酸化スズにフッ素をドープしたものなどの導電性金属酸化物や、金、銀あるいは白金などの金属や、導電性高分子などが挙げられる。 In addition, the conductive substrate 11 may be configured to have a single-layer structure with, for example, a conductive material. In that case, examples of the material of the conductive substrate 11 include indium oxide, tin oxide, Examples thereof include conductive metal oxides such as indium-tin composite oxide or tin oxide doped with fluorine, metals such as gold, silver or platinum, and conductive polymers.
金属酸化物半導体層12は、例えば、緻密層12Aと多孔質層12Bとから形成されている。導電性基板11との界面においては、緻密層12Aが形成され、この緻密層12Aは、緻密で空隙が少ないことが好ましく、膜状であることがより好ましい。電解質含有体30と接する表面においては、多孔質層12Bが形成され、この多孔質層12Bは、空隙が多く、表面積が大きくなる構造が好ましく、特に、多孔質の微粒子が付着している構造がより好ましい。なお、金属酸化物半導体層12は、例えば、膜状の単層構造となるように形成されてもよい。
The metal
この金属酸化物半導体層12は、金属酸化物半導体の材料として、酸化亜鉛を含んでいる。化1に示した化合物が色素14に含まれるので、優れた短絡電流密度および変換効率が得られるからである。
This metal
なお、金属酸化物半導体の材料は、酸化亜鉛の他に、他の1または2種以上の材料を複合(混合、混晶、固溶体など)させて含んでいてもよい。他の金属酸化物半導体の材料としては、例えば、酸化チタン、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化インジウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化バナジウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムなどが挙げられる。 Note that the material of the metal oxide semiconductor may include one or more other materials in combination (mixed, mixed crystal, solid solution, or the like) in addition to zinc oxide. Examples of other metal oxide semiconductor materials include titanium oxide, tin oxide, niobium oxide, indium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, vanadium oxide, yttrium oxide, aluminum oxide, and magnesium oxide.
金属酸化物半導体層12に担持される色素14は、化1に示した化合物を含んでいる。この化合物を含んでいるのは、金属酸化物半導体の材料として酸化亜鉛を含むので、優れた短絡電流密度および変換効率が得られるからである。なお、色素14は、化1に示した化合物のうちの少なくとも1種を含んでいればよく、複数種を混合して含んでいてもよい。
The
化1に示した環Aおよび環Bは、ベンゼン環、ナフタレン環、置換基を有するベンゼン環または置換基を有するナフタレン環である。中でも、化1に示した環Aおよび環Bとしては、ベンゼン環、ナフタレン環、電子供与性基を有するベンゼン環および電子供与性基を有するナフタレン環からなる群のうちの少なくとも1種であることが好ましい。環Aおよび環Bに置換基として電子吸引性基を有する化合物より、高い効果が得られるからである。この電子供与性基としては、例えば、アルコキシ基、アルキル基またはアミノ基などが挙げられる。 Ring A and ring B shown in Chemical formula 1 are a benzene ring, a naphthalene ring, a benzene ring having a substituent, or a naphthalene ring having a substituent. Among them, the ring A and the ring B shown in Chemical Formula 1 are at least one selected from the group consisting of a benzene ring, a naphthalene ring, a benzene ring having an electron donating group, and a naphthalene ring having an electron donating group. Is preferred. This is because a higher effect can be obtained than a compound having an electron-withdrawing group as a substituent on ring A and ring B. Examples of the electron donating group include an alkoxy group, an alkyl group, and an amino group.
化1に示したY1およびY2のうちの少なくとも一方は、炭素数1以上3以下のアルキル鎖を有するカルボン酸基である。なお、このカルボン酸基は、担持体と化学的に結合することができるアンカー基であることは言うまでもない。Y1およびY2のうちの少なくとも一方に炭素数1以上3以下のアルキル鎖を有するカルボン酸基が導入されているのは、Y1およびY2がカルボン酸基である化合物の合成が困難であり、Y1およびY2以外の位置にアンカー基が導入された化合物や、炭素数4以上のアルキル鎖を有するアンカー基が導入された化合物と比較して、高い効果が得られるからである。 At least one of Y1 and Y2 shown in Chemical Formula 1 is a carboxylic acid group having an alkyl chain having 1 to 3 carbon atoms. Needless to say, this carboxylic acid group is an anchor group that can be chemically bonded to the carrier. The reason why a carboxylic acid group having an alkyl chain having 1 to 3 carbon atoms is introduced into at least one of Y1 and Y2 is that synthesis of a compound in which Y1 and Y2 are carboxylic acid groups is difficult. This is because a higher effect can be obtained as compared with a compound in which an anchor group is introduced at a position other than Y2 or a compound in which an anchor group having an alkyl chain having 4 or more carbon atoms is introduced.
化1に示したX− としては、例えば、ヨウ化物イオン(I− )、塩化物イオン(Cl− )、臭化物イオン(Br− )、過塩素酸イオン(ClO4 −)、六フッ化リン酸イオン(PF6 −)または四フッ化ホウ酸イオン(BF4 −)などが挙げられ、その他にも無機ホウ酸イオンなどの無機酸アニオンや、ベンゼンスルホン酸イオンや、p−トルエンスルホン酸イオンなどが挙げられる。 Examples of X − shown in Chemical Formula 1 include iodide ion (I − ), chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), perchlorate ion (ClO 4 − ), and hexafluorophosphate. Ion (PF 6 − ) or tetrafluoroborate ion (BF 4 − ), and other inorganic acid anions such as inorganic borate ion, benzenesulfonate ion, p-toluenesulfonate ion, etc. Is mentioned.
化1に示したnは、0以上2以下の整数である。化1に示した化合物において、例えば、n=0では500nmより短い波長帯で吸収を有し、n=1では500nm付近の波長帯で吸収を有し、n=2では600nm付近の波長帯で吸収を有し、多色性の光電変換素子として表現できると共に、優れた効果が得られるからである。特に、n=2であることが好ましい。青色を表現できるからである。この青色を表現できると共に優れた短絡電流密度および変換効率が得られる光電変換素子は、前例が無く、非常に価値が高いものである。 N shown in Chemical formula 1 is an integer of 0 or more and 2 or less. In the compound shown in Chemical Formula 1, for example, n = 0 has absorption in a wavelength band shorter than 500 nm, n = 1 has absorption in a wavelength band near 500 nm, and n = 2 in a wavelength band near 600 nm. This is because it has absorption and can be expressed as a polychromatic photoelectric conversion element, and an excellent effect can be obtained. In particular, n = 2 is preferable. This is because blue can be expressed. A photoelectric conversion element capable of expressing this blue color and obtaining an excellent short-circuit current density and conversion efficiency is unprecedented and extremely valuable.
化1に示した化合物としては、例えば、化2(1)〜(3)、化3(1)〜(3)または化4(1)〜(3)で表される化合物などが挙げられる。 Examples of the compound represented by Chemical Formula 1 include compounds represented by Chemical Formulas 2 (1) to (3), Chemical Formula 3 (1) to (3), and Chemical Formula 4 (1) to (3).
なお、化1に示した構造を有する化合物であれば、化2、化3および化4に示した化合物に限定されないことは、言うまでもない。 Needless to say, the compound having the structure shown in Chemical formula 1 is not limited to the compounds shown in Chemical formula 2, Chemical formula 3, and Chemical formula 4.
また、色素14は、さらに、化1に示した化合物の最大吸収波長より短い波長を最大吸収波長として有する化合物を含むのが好ましい。より高い短絡電流密度および変換効率が得られるからである。この化1に示した化合物の最大吸収波長より短い波長を最大吸収波長として有する化合物の一例として、化5で表される化合物などが挙げられる。すなわち、化5に示した(1)の最大吸収波長が420nmであるD131(三菱製紙社製)、(2)の最大吸収波長が430nmであるNKX−2553(株式会社林原生物化学研究所製)などである。なお、化1に示した化合物の最大吸収波長より短い波長を最大吸収波長として有する化合物であれば、化5に示した化合物に限定されないことは、言うまでもない。 Moreover, it is preferable that the pigment | dye 14 contains further the compound which has a wavelength shorter than the maximum absorption wavelength of the compound shown in Chemical formula 1 as a maximum absorption wavelength. This is because higher short-circuit current density and conversion efficiency can be obtained. As an example of a compound having a wavelength shorter than the maximum absorption wavelength of the compound shown in Chemical Formula 1 as the maximum absorption wavelength, a compound represented by Chemical Formula 5 can be given. That is, D131 (manufactured by Mitsubishi Paper Industries Co., Ltd.) having a maximum absorption wavelength of 420 nm (1) shown in Chemical formula 5, NKX-2553 (manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories Co., Ltd.) having a maximum absorption wavelength of 430 nm. Etc. Needless to say, the compound is not limited to the compound shown in Chemical Formula 5 as long as it has a wavelength shorter than the maximum absorption wavelength of the compound shown in Chemical Formula 1 as the maximum absorption wavelength.
なお、色素14は、上記の色素の他に、他の色素を含んでいてもよい。他の色素は、金属酸化物半導体層12と化学的に結合することができる電子吸引性の置換基を有する色素が好ましい。他の色素としては、例えば、エオシンY、ジブロモフルオレセイン、フルオレセイン、ローダミンB、ピロガロール、ジクロロフルオレセイン、エリスロシンB(エリスロシンは登録商標)、フルオレシン、マーキュロクロム、シアニン系色素、メロシアニンジスアゾ系色素、トリスアゾ系色素、アントラキノン系色素、多環キノン系色素、インジゴ系色素、ジフェニルメタン系色素、トリメチルメタン系色素、キノリン系色素、ベンゾフェノン系色素、ナフトキノン系色素、ペリレン系色素、フルオレノン系色素、スクワリリウム系色素、アズレニウム系色素、ペリノン系色素、キナクリドン系色素、無金属フタロシアニン系色素または無金属ポルフィリン系色素などの有機色素などが挙げられる。
In addition, the pigment | dye 14 may contain another pigment | dye other than said pigment | dye. The other dye is preferably a dye having an electron-withdrawing substituent that can be chemically bonded to the metal
また、他の色素としては、例えば、有機金属錯体化合物も挙げられ、一例としては、芳香族複素環内にある窒素アニオンと金属カチオンとで形成されるイオン性の配位結合と、窒素原子またはカルコゲン原子と金属カチオンとの間に形成される非イオン性配位結合の両方を有する有機金属錯体化合物や、酸素アニオンもしくは硫黄アニオンと金属カチオンとで形成されるイオン性の配位結合と、窒素原子またはカルコゲン原子と金属カチオンとの間に形成される非イオン性配位結合の両方を有する有機金属錯体化合物などが挙げられる。具体的には、銅フタロシアニン、チタニルフタロシアニンなどの金属フタロシアニン系色素、金属ナフタロシアニン系色素、金属ポルフィリン系色素、ならびにビピリジルルテニウム錯体、ターピリジルルテニウム錯体、フェナントロリンルテニウム錯体、ビシンコニン酸ルテニウム錯体、アゾルテニウム錯体あるいはキノリノールルテニウム錯体などのルテニウム錯体などが挙げられる。 Examples of other dyes include organometallic complex compounds. For example, an ionic coordinate bond formed by a nitrogen anion and a metal cation in an aromatic heterocyclic ring, and a nitrogen atom or Organometallic complex compounds having both nonionic coordination bonds formed between chalcogen atoms and metal cations, ionic coordination bonds formed by oxygen anions or sulfur anions and metal cations, and nitrogen And organometallic complex compounds having both nonionic coordination bonds formed between an atom or chalcogen atom and a metal cation. Specifically, metal phthalocyanine dyes such as copper phthalocyanine and titanyl phthalocyanine, metal naphthalocyanine dyes, metal porphyrin dyes, bipyridyl ruthenium complexes, terpyridyl ruthenium complexes, phenanthroline ruthenium complexes, bicinchonirate ruthenium complexes, and azo ruthenium complexes Alternatively, a ruthenium complex such as a quinolinol ruthenium complex can be used.
対向電極20は、例えば、導電性基板21に導電層22を設けたものである。この対向電極20は、外部回路に対して、正極として機能するものである。導電性基板21の材料としては、例えば、作用電極10の導電性基板11と同様の材料が挙げられる。導電層22に用いる導電材としては、例えば、白金、金、銀、銅(Cu)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)あるいはインジウム(In)などの金属、炭素(C)、または導電性高分子などが挙げられる。これらの導電材は、単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。また、必要に応じて、結着材として、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、セルロース、メラミン樹脂、フロロエラストマーまたはポリイミド樹脂などを用いてもよい。なお、対向電極20は、例えば、導電層22の単層構造でもよい。
The
電解質含有体30としては、例えば、レドックス電解質を含むものなどが挙げられる。レドックス電解質としては、例えば、I− /I3−系、Br− /Br3−系またはキノン/ハイドロキノン系などが挙げられる。このようなレドックス電解質としては、例えば、ハロゲン化セシウム、ハロゲン化四級アルキルアンモニウム類、ハロゲン化イミダゾリウム類、ハロゲン化チアゾリウム類、ハロゲン化オキサゾリウム類、ハロゲン化キノリニウム類、ハロゲン化ピリジニウム類から選択される1種以上とハロゲン単体との組み合わせなどを用いることができる。具体的には、ヨウ化セシウムや、四級アルキルアンモニウムヨージド類としてテトラエチルアンモニウムヨージド、テトラプロピルアンモニウムヨージド、テトラブチルアンモニウムヨージド、テトラペンチルアンモニウムヨージド、テトラヘキシルアンモニウムヨージド、テトラへプチルアンモニウムヨージドあるいはトリメチルフェニルアンモニウムヨージドや、イミダゾリウムヨージド類として3−メチルイミダゾリウムヨージドあるいは1−プロピル−2,3−ジメチルイミダゾリウムヨージドや、チアゾリウムヨージド類として3−エチル−2−メチル−2−チアゾリウムヨージド、3−エチル−5−(2−ヒドロキシエチル)−4−メチルチアゾリウムヨージドあるいは3−エチル−2−メチルベンゾチアゾリウムヨージドや、オキサゾリウムヨージド類として3−エチル−2−メチル−ベンゾオキサゾリウムヨージドや、キノリニウムヨージド類として1−エチル−2−メチルキノリニウムヨージドや、ピリジニウムヨージド類から選択される1種以上とヨウ素との組み合わせ、または四級アルキルアンモニウムブロミドと臭素との組み合わせなどを用いることができる。電解質含有体30は、液体電解質でもよく、これを高分子物質中に含有させた固体高分子電解質でもよい。液体電解質の溶媒としては、電気化学的に不活性なものが用いられ、例えば、アセトニトリル、プロピレンカーボネートまたはエチレンカーボネートなどが挙げられる。
Examples of the electrolyte-containing
また、電解質含有体30としては、例えば、レドックス電解質に代えて、固体電解質などの固体電荷移動層を設けてもよい。固体電荷移動層は、例えば、固体中のキャリアー移動が電気伝導にかかわる材料を有している。この材料としては、電子輸送材料や正孔(ホール)輸送材料などが好ましい。
Further, as the electrolyte-containing
正孔輸送材料としては、芳香族アミン類や、トリフェニレン誘導体類などが好ましく、例えば、オリゴチオフェン化合物、ポリピロール、ポリアセチレンあるいはその誘導体、ポリ(p−フェニレン)あるいはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)あるいはその誘導体、ポリチエニレンビニレンあるいはその誘導体、ポリチオフェンあるいはその誘導体、ポリアニリンあるいはその誘導体、ポリトルイジンあるいはその誘導体などの有機導電性高分子などが挙げられる。 As the hole transport material, aromatic amines, triphenylene derivatives, and the like are preferable. For example, oligothiophene compounds, polypyrrole, polyacetylene or derivatives thereof, poly (p-phenylene) or derivatives thereof, and poly (p-phenylene vinylene). Alternatively, organic conductive polymers such as derivatives thereof, polythienylene vinylene or derivatives thereof, polythiophene or derivatives thereof, polyaniline or derivatives thereof, polytoluidine or derivatives thereof, and the like can be given.
また、正孔輸送材料としては、例えば、p型無機化合物半導体を用いてもよい。このp型無機化合物半導体は、バンドギャップが2eV以上であることが好ましく、さらに、2.5eV以上であることがより好ましい。また、p型無機化合物半導体のイオン化ポテンシャルは色素の正孔を還元できる条件から、作用電極10のイオン化ポテンシャルより小さいことが必要である。使用する色素によってp型無機化合物半導体のイオン化ポテンシャルの好ましい範囲は異なってくるが、一般に4.5eV以上5.5eV以下の範囲内であることが好ましく、さらに4.7eV以上5.3eV以下の範囲内であることがより好ましい。
Further, as the hole transport material, for example, a p-type inorganic compound semiconductor may be used. The p-type inorganic compound semiconductor preferably has a band gap of 2 eV or more, and more preferably 2.5 eV or more. Further, the ionization potential of the p-type inorganic compound semiconductor needs to be smaller than the ionization potential of the working
p型無機化合物半導体としては、例えば、1価の銅を含む化合物半導体などが挙げられる。一価の銅を含む化合物半導体の一例としては、CuI、CuSCN、CuInSe2 、Cu(In,Ga)Se2 、CuGaSe2 、Cu2 O、CuS、CuGaS2 、CuInS2 、CuAlSe2 などがある。このほかのp型無機化合物半導体としては、例えば、GaP、NiO、CoO、FeO、Bi2 O3 、MoO2 またはCr2 O3 などが挙げられる。 Examples of the p-type inorganic compound semiconductor include a compound semiconductor containing monovalent copper. An example of a compound semiconductor containing monovalent copper are CuI, CuSCN, CuInSe 2, Cu (In, Ga) Se 2, CuGaSe 2, Cu 2 O, CuS, etc. CuGaS 2, CuInS 2, CuAlSe 2 . Examples of other p-type inorganic compound semiconductors include GaP, NiO, CoO, FeO, Bi 2 O 3 , MoO 2, and Cr 2 O 3 .
このような固体電荷移動層の形成方法としては、例えば、作用電極10の上に直接、固体電荷移動層を形成する方法があり、そののち対向電極20を形成付与してもよい。
As a method of forming such a solid charge transfer layer, for example, there is a method of forming a solid charge transfer layer directly on the working
有機導電性高分子を含む正孔輸送材料は、例えば、真空蒸着法、キャスト法、塗布法、スピンコート法、浸漬法、電解重合法または光電解重合法などの手法により電極内部に導入することができる。無機固体化合物の場合も、例えば、キャスト法、塗布法、スピンコート法、浸漬法または電解メッキ法などの手法により電極内部に導入することができる。 A hole transport material containing an organic conductive polymer may be introduced into the electrode by a technique such as vacuum deposition, casting, coating, spin coating, dipping, electrolytic polymerization, or photoelectrolytic polymerization. Can do. Also in the case of an inorganic solid compound, it can be introduced into the electrode by a technique such as a casting method, a coating method, a spin coating method, a dipping method, or an electrolytic plating method.
このように形成される固体電荷移動層(特に、正孔輸送材料を有するもの)の一部は、金属酸化物半導体層12の多孔質構造の隙間に部分的に浸透し、直接接触する形態となることが好ましい。
A part of the solid charge transfer layer (particularly, having a hole transport material) formed in this way partially penetrates into the gap of the porous structure of the metal
この光電変換素子は、例えば、以下のように製造することができる。 This photoelectric conversion element can be manufactured as follows, for example.
まず、例えば、導電性基板11の導電層11Bが形成されている面に電解析出により金属酸化物半導体層12を形成し、金属酸化物半導体層12に色素14を担持させることにより、作用電極10を作製する。電解析出は、例えば、亜鉛塩を含む電解浴を酸素や空気によるバブリングを行いながら、所定の温度とし、その中に導電性基板11を浸漬し対極との間で一定の電圧を印可することにより行う。その際、対極は、電解浴中において適宜運動させるようにしてもよい。また、金属酸化物半導体層12は、例えば、金属酸化物半導体の粉末を金属酸化物半導体のゾル液に分散させることにより、金属酸化物スラリーとし、その金属酸化物スラリーを導電性基板11に塗布して乾燥させたのち、焼成して形成してもよい。この金属酸化物半導体層12が形成された導電性基板11を、有機溶媒に上記した色素14を溶解した色素溶液に浸漬し、色素14を担持させる。
First, for example, the metal
次に、例えば、導電性基板21の片面に導電層22を形成することにより、対向電極20を作製する。導電層22は、例えば、導電材をスパッタリングすることで形成する。
Next, for example, the
続いて、作用電極10の色素14を担持した面と、対向電極20の導電層22を形成した面とが所定の間隔を保つと共に、対向するように配置する。その作用電極10と対向電極20との間に、電解質含有体30を注入し、全体を封止する。これにより図1および図2に表した光電変換素子が完成する。
Subsequently, the surface of the working
この光電変換素子では、作用電極10に担持された色素14に光(太陽光または、太陽光と同等の可視光)があたると、光を吸収して励起した色素14が電子を金属酸化物半導体層12へ注入する。これにより対向電極20との間に電位差が生じ、両極間に電流が流れ、光電変換する。
In this photoelectric conversion element, when light (sunlight or visible light equivalent to sunlight) is applied to the
この光電変換素子によれば、色素14と、色素14を担持する金属酸化物半導体層12とを有する作用電極10を備え、色素14が化1に示した化合物を含み、金属酸化物半導体層12が酸化亜鉛を含むので、色素14が化6、化7および化8で表される化合物を含む場合と比較して、短絡電流密度および変換効率を向上させることができる。なお、化6(1)〜(3)および化7(1)〜(3)に示した化合物はシアニン系色素、化8(1)に示した化合物はスクワリリウム系色素、化8(2)および(3)に示した化合物はルテニウム錯体色素である。
According to this photoelectric conversion element, the working
また、色素14が化1に示した環Aおよび環Bがベンゼン環、ナフタレン環、電子供与性基を有するベンゼン環および電子供与性基を有するナフタレン環からなる群のうちの少なくとも1種である化合物を含んでいれば、環Aおよび環Bが電子吸引性基を有するベンゼン環またはナフタレン環である化合物を含む場合と比較して、高い短絡電流密度および変換効率が得られる。 Further, the dye A is at least one of the group consisting of the ring A and the ring B shown in Chemical Formula 1 consisting of a benzene ring, a naphthalene ring, a benzene ring having an electron donating group, and a naphthalene ring having an electron donating group. If the compound is contained, compared with the case where the ring A and the ring B contain the compound which is a benzene ring or a naphthalene ring which has an electron withdrawing group, a high short circuit current density and conversion efficiency are obtained.
特に、色素14が、さらに、化1に示した化合物の最大吸収波長より短い波長を最大吸収波長として有する化合物を含んでいれば、より高い短絡電流密度および変換効率が得られる。
In particular, if the
本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。 Specific examples of the present invention will be described in detail.
(実験例1)
上記実施の形態で説明した光電変換素子の具体例として、色素増感型太陽電池を以下の手順で作製した。
( Experimental example 1)
As a specific example of the photoelectric conversion element described in the above embodiment, a dye-sensitized solar cell was manufactured according to the following procedure.
まず、作用電極10を作製した。導電性ガラス基板(F−SnO2 )よりなる導電性基板11上に、電解析出により、面積が1cm2 になるように酸化亜鉛よりなる金属酸化物層12を形成した。電解析出には、水に対してエオシンY(30μmol/l)、塩化亜鉛(5mmol/l)、塩化カリウム(0.09mol/l)の濃度になるように調整した電解浴液40mlと、亜鉛板よりなる対極と、銀/塩化銀電極よりなる参照電極とを用いた。まず、この電解浴を酸素により15分間バブリングしたのち、温度を70℃とし、30分間、電位−1.0Vの定電位電解をバブリングしながら導電性基板11表面に製膜した。この基板を、乾燥させることなく水酸化カリウム水溶液(pH11)に浸漬し、そののちエオシンYを水洗した。次に、150℃、30分間乾燥させることにより金属酸化物半導体層12を形成した。次に、化2(1)に示した化合物のエタノール溶液(5mmol/l)に5時間浸漬し、色素14を担持させることにより、作用電極10を作製した。
First, the working
次に、白金よりなる金属板を対向電極20とした。予め、対向電極20には、電解質含有体30注入用の穴(φ1mm)を2つ開けておいた。電解質含有体30は、アセトニトリルに対して、テトラプロピルアンモニウムヨージド(0.5mol/l)、ヨウ素(0.05mol/l)の濃度になるように調製した。
Next, a metal plate made of platinum was used as the
次に、作用電極10の色素14を担持した面と、対向電極20とが所定の間隔を保つために厚さ50μmのスペーサを介して貼り合わせた。次に、対向電極20に開けておいた穴から調整した電解質含有体13を注入したのち、全体を封止し色素増感型太陽電池を得た。
Next, the surface of the working
(実験例2〜9)
色素として、化2(1)に示した化合物に代えて、化2(2)に示した化合物(実験例2)、化2(3)に示した化合物(実験例3)、化3(1)に示した化合物(実験例4)、化3(2)に示した化合物(実験例5)、化3(3)に示した化合物(実験例6)、化4(1)に示した化合物(実験例7)、化4(2)に示した化合物(実験例8)、化4(3)に示した化合物(実験例9)をそれぞれ用いたことを除き、実験例1と同様の手順を経た。
( Experimental Examples 2-9)
Instead of the compound shown in Chemical formula 2 (1), the compound shown in Chemical formula 2 (2) ( Experimental example 2), the compound shown in Chemical formula 2 (3) ( Experimental example 3), and Chemical formula 3 (1) ) ( Experimental Example 4), Compound 3 (2) ( Experimental Example 5), Compound 3 (3) ( Experimental Example 6), Compound 4 (1) ( Experimental Example 7), the same procedure as Experimental Example 1 except that the compound shown in Chemical Formula 4 (2) ( Experimental Example 8) and the compound shown in Chemical Formula 4 (3) ( Experimental Example 9) were used. It went through.
(実験例10)
色素として、化2(3)に示した化合物と共に化5(1)に示した化合物を用いたことを除き、実験例1と同様の手順を経た。その際、金属酸化物半導体層12を形成した導電性基板11をエタノールに対して化2(3)に示した化合物(500μmol/l)、化5(1)に示した化合物(500μmol/l)の濃度になるように調整した溶液に浸漬し、色素14を担持させることにより、作用電極10を作製した。
( Experimental example 10)
A procedure similar to that of Experimental Example 1 was performed except that the compound represented by Chemical Formula 5 (1) was used together with the compound represented by Chemical Formula 2 (3) as the dye. At that time, the conductive substrate 11 on which the metal
(実験例11〜13)
色素として、化2(3)に示した化合物と共に化5(2)に示した化合物(実験例11)、化4(1)に示した化合物と共に化5(1)に示した化合物(実験例12)、化4(1)に示した化合物と共に化5(2)に示した化合物(実験例13)をそれぞれ用いたことを除き、実験例10と同様の手順を経た。
( Experimental Examples 11 to 13)
As the dye, the compound shown in Chemical formula 5 (2) together with the compound shown in Chemical formula 2 (3) ( Experimental example 11), and the compound shown in Chemical formula 5 (1) together with the compound shown in Chemical formula 4 (1) ( Experimental example) 12) The same procedure as in Experimental Example 10 was performed, except that the compound shown in Chemical Formula 5 (2) ( Experimental Example 13) was used together with the compound shown in Chemical Formula 4 (1).
(比較例1〜11)
色素として、化2(1)に示した化合物に代えて、化6(1)〜(3)、化7(1)〜(3)、化8(1)〜(3)および化5(1),(2)に示した化合物をそれぞれ用いたことを除き、実験例1と同様の手順を経た。
(Comparative Examples 1-11)
As the dye, instead of the compound shown in Chemical formula 2 (1), Chemical formula 6 (1) to (3), Chemical formula 7 (1) to (3), Chemical formula 8 (1) to (3) and Chemical formula 5 (1) ) And (2) were used in the same manner as in Experimental Example 1 except that the compounds shown in (2) were used.
(比較例12)
色素として、化8(2)に示した化合物と共に化8(3)に示した化合物を用いたことを除き、実験例10と同様の手順を経た。
(Comparative Example 12)
A procedure similar to that of Experimental Example 10 was performed except that the compound represented by Chemical Formula 8 (3) was used together with the compound represented by Chemical Formula 8 (2) as the dye.
これらの実験例1〜13および比較例1〜12の色素増感型太陽電池について短絡電流密度および変換効率を調べた。短絡電流密度および変換効率は、光源にAM1.5(1000W/m2 )のソーラーシュミレータを用いて、以下の算出方法により求めた。まず、色素増感型太陽電池の開放電圧をソースメータにて掃引し、短絡電流密度(Jsc:mA/cm2 )を測定した。これにより、開放電圧と短絡電流密度との積である最大出力を1cm2 あたりの光強度で除した値に100を乗じてパーセント表示した値を変換効率(η:%)とした。すなわち、変換効率は、(最大出力/1cm2 あたりの光強度)×100で表される。得られた結果として、短絡電流密度および変換効率を表1に示した。 The short-circuit current density and conversion efficiency of the dye-sensitized solar cells of Experimental Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 12 were examined. The short-circuit current density and the conversion efficiency were determined by the following calculation method using an AM1.5 (1000 W / m 2 ) solar simulator as the light source. First, the open-circuit voltage of the dye-sensitized solar cell was swept with a source meter, and the short-circuit current density (Jsc: mA / cm 2 ) was measured. As a result, the value obtained by multiplying the value obtained by dividing the maximum output, which is the product of the open circuit voltage and the short circuit current density, by the light intensity per cm 2 and multiplying by 100 was defined as the conversion efficiency (η:%). That is, the conversion efficiency is expressed by (maximum output / 1 light intensity per 1 cm 2 ) × 100. As a result, the short-circuit current density and the conversion efficiency are shown in Table 1.
表1に示したように、短絡電流密度および変換効率は、実験例1〜13において、比較例1〜12より著しく高くなった。 As shown in Table 1, the short-circuit current density and the conversion efficiency were significantly higher in Experimental Examples 1 to 13 than in Comparative Examples 1 to 12.
詳細には、まず、化1に示したY1およびY2に着目すると、Y1およびY2のうちのいずれか一方が炭素数1のアルキル鎖を有するカルボン酸基である実験例1と、Y1およびY2の双方が炭素数1のアルキル鎖を有するカルボン酸基である実験例2とを比較すると、短絡電流密度および変換効率が同等であった。また、Y1およびY2の双方が炭素数2のアルキル鎖を有するカルボン酸基である実験例3において、その炭素数が1または3である実験例2および4より、短絡電流密度および変換効率が高くなった。なお、短絡電流密度および変換効率は、実験例1〜4において、その炭素数が4または5である比較例1および2、ならびにY1およびY2の双方にカルボン酸基を有さない比較例3より、著しく高くなったことは言うまでもない。すなわち、化1に示したY1およびY2のうちの少なくとも一方が炭素数1以上3以下のアルキル鎖を有するカルボン酸基であれば、高い効果が得られることが確認された。中でも、その炭素数が2であれば、より高い効果が得られることが確認された。 Specifically, when focusing attention on Y1 and Y2 shown in Chemical Formula 1, first, experimental example 1 in which one of Y1 and Y2 is a carboxylic acid group having an alkyl chain having 1 carbon atom, and Y1 and Y2 When compared with Experimental Example 2 in which both are carboxylic acid groups having a C 1 alkyl chain, the short-circuit current density and the conversion efficiency were equivalent. Further, in Experimental Example 3 in which both Y1 and Y2 are carboxylic acid groups having an alkyl chain having 2 carbon atoms, the short-circuit current density and the conversion efficiency are higher than in Experimental Examples 2 and 4 in which the carbon number is 1 or 3. became. Incidentally, the short circuit current density and conversion efficiency in experimental examples 1 to 4, Comparative Example 3 the number of carbon atoms thereof Comparative Example 1 and 2 is 4 or 5, as well as having no carboxylic acid groups on both the Y1 and Y2 Needless to say, it has become significantly higher. That is, it was confirmed that a high effect can be obtained if at least one of Y1 and Y2 shown in Chemical Formula 1 is a carboxylic acid group having an alkyl chain having 1 to 3 carbon atoms. Above all, it was confirmed that if the number of carbon atoms is 2, a higher effect can be obtained.
次に、化1に示したnに着目すると、n=1である実験例3において、n=0である実施例5およびn=2である実験例6より、短絡電流密度および変換効率が高くなった。なお、短絡電流密度および変換効率は、実験例3、5および6において、n=3に相当する比較例4および5より、著しく高くなったことは言うまでもない。すなわち、化1に示したnが0以上2以下であれば、高い効果が得られることが確認された。中でも、そのnが1であれば、より高い効果が得られることが確認された。 Then, of focusing on n shown in 1, in the experimental example 3 is n = 1, Experimental Example 6 is an example 5 and n = 2 is n = 0, high short-circuit current density and conversion efficiency became. Needless to say, the short-circuit current density and the conversion efficiency are significantly higher in Experimental Examples 3, 5 and 6 than in Comparative Examples 4 and 5 corresponding to n = 3. That is, it was confirmed that a high effect can be obtained if n shown in Chemical Formula 1 is 0 or more and 2 or less. In particular, it was confirmed that if n is 1, a higher effect can be obtained.
また、次に、化1に示した環Aおよび環Bに着目すると、環Aまたは環Bに置換基として電子供与性基であるメトキシ基を有する実験例7および置換基を有しない実験例9において、電子吸引性基である塩素基を有する実験例8より、短絡電流密度および変換効率が高くなった。なお、短絡電流密度および変換効率は、実験例7〜9において、シアニン色素であるが化1に示した構造をとらない比較例1〜6や、スクワリリウム系色素である比較例7や、ルテニウム錯体色素である比較例8および9より、著しく高くなったことは、言うまでもない。すなわち、化1に示した環Aおよび環Bがベンゼン環、ナフタレン環、置換基を有するベンゼン環または置換基を有するナフタレン環であれば、高い効果が得られることが確認された。中でも、ベンゼン環、ナフタレン環、電子供与性基を有するベンゼン環または電子供与性基を有するナフタレン環であれば、より高い効果が得られることが確認された。 Next, when attention is focused on ring A and ring B shown in Chemical Formula 1, Experimental Example 7 having an electron-donating group methoxy group as a substituent in Ring A or Ring B and Experimental Example 9 having no substituent In Example 8, the short-circuit current density and the conversion efficiency were higher than those of Experimental Example 8 having a chlorine group which is an electron-withdrawing group. The short-circuit current density and the conversion efficiency in Comparative Examples 1 to 6 which are cyanine dyes but do not have the structure shown in Chemical Example 1, Comparative Example 7 which is a squarylium dye, and a ruthenium complex in Experimental Examples 7 to 9. Needless to say, it was significantly higher than Comparative Examples 8 and 9, which are dyes. That is, it was confirmed that a high effect can be obtained if the ring A and the ring B shown in Chemical Formula 1 are a benzene ring, a naphthalene ring, a benzene ring having a substituent, or a naphthalene ring having a substituent. Among these, it has been confirmed that a higher effect can be obtained with a benzene ring, a naphthalene ring, a benzene ring having an electron donating group, or a naphthalene ring having an electron donating group.
また、短絡電流密度および変換効率は、化2(3)あるいは化4(1)に示した化合物と共に化5(1)あるいは(2)に示した化合物を担持させた実験例10〜14において、実験例3、実験例4および2種類のルテニウム錯体を担持させた比較例12より、著しく高くなった。なお、短絡電流密度および変換効率は、実験例1〜13において、化5(1)および(2)に示した化合物をそれぞれ単独で用いた比較例10および11より、著しく高くなったことは言うまでもない。すなわち、化2(3)または化4(1)に示した化合物と共に化5(1)または(2)に示した化合物を用いることで、それぞれの化合物を単独で用いた場合より、より高い効果が得られることが確認された。 Moreover, the short-circuit current density and the conversion efficiency were measured in Experimental Examples 10 to 14 in which the compound represented by Chemical Formula 5 (1) or (2) was supported together with the compound represented by Chemical Formula 2 (3) or Chemical Formula 4 (1). It was significantly higher than Experimental Example 3, Experimental Example 4 and Comparative Example 12 on which two types of ruthenium complexes were supported. Needless to say, the short-circuit current density and the conversion efficiency were significantly higher in Experimental Examples 1 to 13 than in Comparative Examples 10 and 11 in which the compounds shown in Chemical Formulas 5 (1) and (2) were used alone. Yes. That is, by using the compound shown in Chemical Formula 5 (1) or (2) together with the compound shown in Chemical Formula 2 (3) or Chemical Formula 4 (1), a higher effect than when each compound is used alone. It was confirmed that
このことから、色素14が化1に示した化合物を含み、金属酸化物半導体層12が酸化亜鉛を含む作用電極10を備えた光電変換素子では、短絡電流密度および変換効率を向上させることができることが確認された。また、色素14に化1に示した環Aおよび環Bがベンゼン環、ナフタレン環、電子供与性基を有するベンゼン環または電子供与性基を有するナフタレン環である化合物を含んでいれば、より高い効果が得られることが確認された。特に、色素14が、さらに、化1に示した化合物の最大吸収波長より短い波長を最大吸収波長として有する化合物を含んでいれば、より高い効果が得られることが確認された。
From this, in the photoelectric conversion element in which the
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、上記した実施の形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明の光電変換素子の使用用途は、必ずしも既に説明した用途に限らず、他の用途であってもよい。他の用途としては、例えば、光センサなどが挙げられる。 The present invention has been described with reference to the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the modes described in the above embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, the usage application of the photoelectric conversion element of the present invention is not necessarily limited to the usage already described, and may be other usages. Other applications include, for example, an optical sensor.
10…作用電極、11,21…導電性基板、11A…基板、11B…導電層、12…金属酸化物半導体層、12A…緻密層、12B…多孔質層、14…色素、20…対向電極、22…導電層、30…電解質含有体。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記色素は、化1で表される化合物を含み、
前記担持体は、酸化亜鉛を含む
ことを特徴とする光電変換素子。
The dye includes a compound represented by Chemical Formula 1,
The said support body contains a zinc oxide. The photoelectric conversion element characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1記載の光電変換素子。 The electron donating group is a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein an alkoxy group, an alkyl group or an amino group.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光電変換素子。 N shown in the formula 1 includes a photoelectric conversion element according to claim 1 or claim 2 characterized in that it is a 0, 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の光電変換素子。 The dyes are further photoelectric according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a compound having a shorter wavelength than the maximum absorption wavelength of the compound shown in the Formula 1 as the maximum absorption wavelength Conversion element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006354438A JP5205756B2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Photoelectric conversion element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006354438A JP5205756B2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Photoelectric conversion element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008166119A JP2008166119A (en) | 2008-07-17 |
JP5205756B2 true JP5205756B2 (en) | 2013-06-05 |
Family
ID=39695307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006354438A Active JP5205756B2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Photoelectric conversion element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5205756B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5267846B2 (en) * | 2007-03-30 | 2013-08-21 | Tdk株式会社 | Photoelectric conversion element |
CN102187513B (en) | 2008-09-30 | 2014-04-02 | Tdk株式会社 | Dye for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element |
JP5250412B2 (en) * | 2008-12-26 | 2013-07-31 | Tdk株式会社 | Dye for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element |
JP5401193B2 (en) * | 2009-07-23 | 2014-01-29 | Tdk株式会社 | Dye for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element |
JP5606754B2 (en) * | 2010-02-26 | 2014-10-15 | 株式会社Adeka | Dye-sensitized solar cell |
JP5583990B2 (en) | 2010-02-26 | 2014-09-03 | 株式会社Adeka | Photoelectric conversion element and dye for photoelectric conversion element |
DE102010022110A1 (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-01 | LMU Universität München Department Chemie | Cyanine dyes as a contrast agent to aid eye surgery |
JP5669508B2 (en) | 2010-10-06 | 2015-02-12 | 株式会社Adeka | Photoelectric conversion element, dye for photoelectric conversion element, and compound |
JP2018152516A (en) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | 株式会社豊田中央研究所 | Solar cell, solar cell module, and method of manufacturing solar cell |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3232512B2 (en) * | 1999-04-27 | 2001-11-26 | 株式会社林原生物化学研究所 | Cyanine dye |
JP4945873B2 (en) * | 2001-09-27 | 2012-06-06 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Semiconductor for photoelectric conversion material, photoelectric conversion element and solar cell |
-
2006
- 2006-12-28 JP JP2006354438A patent/JP5205756B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008166119A (en) | 2008-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | An improved perylene sensitizer for solar cell applications | |
JP5205756B2 (en) | Photoelectric conversion element | |
JP5023866B2 (en) | Dye-sensitized photoelectric conversion element, method for producing the same, and electronic device | |
Nogueira et al. | Polymers in dye sensitized solar cells: overview and perspectives | |
Sharifi et al. | Recent Developments in Dye‐Sensitized Solar Cells | |
Wang et al. | Efficient eosin Y dye-sensitized solar cell containing Br-/Br3-electrolyte | |
Grätzel | Recent advances in sensitized mesoscopic solar cells | |
Koops et al. | Parameters influencing the efficiency of electron injection in dye-sensitized solar cells | |
Geiger et al. | Molecular design of unsymmetrical squaraine dyes for high efficiency conversion of low energy photons into electrons using TiO2 nanocrystalline films | |
Cong et al. | Iodine/iodide-free redox shuttles for liquid electrolyte-based dye-sensitized solar cells | |
US7943849B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
Armel et al. | Ionic liquid electrolyte porphyrin dye sensitised solar cells | |
JP5267846B2 (en) | Photoelectric conversion element | |
Mishra et al. | A Thiophene‐Based Anchoring Ligand and Its Heteroleptic Ru (II)‐Complex for Efficient Thin‐Film Dye‐Sensitized Solar Cells | |
JP2008546140A (en) | Solid electrolyte containing liquid crystal substance and dye-sensitive solar cell element using the same | |
JP4380779B2 (en) | Dye-sensitized photoelectric conversion device | |
CN102543493A (en) | Photoelectric conversion element, method of manufacutring photoelectric conversion element, electrolyte layer for photoelectric conversion element, and electronic apparatus | |
EP2272920B1 (en) | Dye for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell including the same | |
JP5320853B2 (en) | Photoelectric conversion element | |
Wei et al. | Effects of rubrene co-sensitized TiO2 photoanode on the performance of ruthenium dye N719 sensitized solar cells | |
JP5669508B2 (en) | Photoelectric conversion element, dye for photoelectric conversion element, and compound | |
JP2004103420A (en) | Manufacturing method of metal-metal oxide composite electrode, photoelectric conversion element, and photocell | |
KR20170008207A (en) | Loading method, loaded body and photoelectric conversion element | |
JP2015198247A (en) | Solid-state dye-sensitized solar cell with long-term stability containing pyridine-based additive | |
JP5298449B2 (en) | Photoelectric conversion element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090819 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120718 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121030 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121221 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130122 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130204 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160301 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5205756 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |