JP5709462B2 - Electrolytic solution and photoelectric conversion element - Google Patents

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Description

本発明は、電解液及び光電変換素子に関する。   The present invention relates to an electrolytic solution and a photoelectric conversion element.

色素増感太陽電池の電解液の導電性向上のために、イミダゾリウム塩を用いる検討がなされている。対アニオンがヨウ素の場合は、ヨウ化1−メチル−3−プロピルイミダゾリウム、ヨウ化1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウム、ヨウ化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、ヨウ化1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム等が使用されている。   In order to improve the conductivity of the electrolyte solution of a dye-sensitized solar cell, studies using imidazolium salts have been made. When the counter anion is iodine, 1-methyl-3-propylimidazolium iodide, 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide, 1-butyl-3-methylimidazolium iodide, 1-iodide iodide Hexyl-3-methylimidazolium and the like are used.

一方、イミダゾリウム塩と同じく、炭素と窒素原子で五員環を形成するピロリジニウム塩については、色素増感太陽電池の電解液への添加効果は知られていない。   On the other hand, as with imidazolium salts, pyrrolidinium salts that form a five-membered ring with carbon and nitrogen atoms are not known to be added to the electrolyte of a dye-sensitized solar cell.

特開2003−17148号公報JP 2003-17148 A

上述のヨウ化1−メチル−3−プロピルイミダゾリウム、ヨウ化1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウム、ヨウ化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、ヨウ化1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム等を使用した場合には、光電変換効率の向上効果は充分ではない。   1-methyl-3-propylimidazolium iodide, 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide, 1-butyl-3-methylimidazolium iodide, 1-hexyl-3-methylimidazole iodide When using lithium or the like, the effect of improving the photoelectric conversion efficiency is not sufficient.

また、特許文献1には、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、リン酸基等のプロトン解離体を有する四級塩電解質を含有することが記載されている。   Patent Document 1 describes that a quaternary salt electrolyte having a proton dissociator such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, or a phosphoric acid group is contained.

さらに、電解液の粘度を下げるために、対アニオンをジシアナミド、ビス(フルオロスルホニル)イミド、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリフルオロアセテート、トリフルオロメタンスルホネート等としたイミダゾリウム塩を用いることも考えられるが、電解液中でヨウ素アニオンとヨウ素以外のアニオンが共存することになるため、色素増感太陽電池セルの安定性、耐久性等の面で問題がある。   Furthermore, in order to lower the viscosity of the electrolyte, it may be possible to use an imidazolium salt whose counter anion is dicyanamide, bis (fluorosulfonyl) imide, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, trifluoroacetate, trifluoromethanesulfonate, or the like. However, since an iodine anion and an anion other than iodine coexist in the electrolytic solution, there are problems in terms of stability and durability of the dye-sensitized solar cell.

これらの理由から、色素増感太陽電池セルを組み立てたときに充分な光電変換効率を有する電解液はいまだ存在しておらず、このような電解液を提供することを本発明の目的とする。   For these reasons, there is no electrolyte solution having sufficient photoelectric conversion efficiency when the dye-sensitized solar cell is assembled, and it is an object of the present invention to provide such an electrolyte solution.

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、電解液中にヨウ素、ヨウ化リチウム及びヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムを含有させることで、課題を解決した。即ち、ヨウ化リチウムの添加効果で短絡電流密度(Jsc)を高くし、さらに、ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムの添加効果で電解液の導電性を向上させ、色素増感太陽電池セル中の抵抗成分を低くし、フィルファクター(FF)を高くすることで、高い光電変換効率を発現する色素増感太陽電池用電解液の開発に成功した。本発明は、このような知見に基づき完成したものである。すなわち、本発明は、以下の構成を包含する。
項1.ヨウ素、ヨウ化リチウム及びヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムを含有する電解液。
項2.ヨウ素1モルに対して、ヨウ化リチウムを1〜5モル、ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムを5〜15モル含有する、項1に記載の電解液。
項3.さらに、4−ターシャルブチルピリジン及びN−メチルベンズイミダゾールよりなる群から選ばれる少なくとも1種の塩基性物質を含有する、項1又は2に記載の電解液。
項4.ヨウ素1モルに対して、前記塩基性物質を5〜15モル含有する、項3に記載の電解液。
項5.存在するカウンターアニオンがヨウ素イオンのみである、項1〜4のいずれかに記載の電解液。
項6.さらに、ニトリル化合物、ラクトン化合物、カーボネート化合物、エーテル類、アルコール類及びスルホン類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有する、項1〜5のいずれかに記載の電解液。
項7.項1〜6のいずれかに記載の電解液を用いて得られる光電変換素子。
項8.項7に記載の光電変換素子を用いて得られる色素増感太陽電池。
As a result of intensive studies, the present inventor solved the problem by containing iodine, lithium iodide, and 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide in the electrolytic solution. That is, the short-circuit current density (Jsc) is increased by the addition effect of lithium iodide, and the conductivity of the electrolyte is improved by the addition effect of 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide. We succeeded in developing an electrolyte solution for a dye-sensitized solar cell that exhibits high photoelectric conversion efficiency by lowering the resistance component and increasing the fill factor (FF). The present invention has been completed based on such findings. That is, the present invention includes the following configurations.
Item 1. An electrolytic solution containing iodine, lithium iodide, and 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide.
Item 2. Item 2. The electrolytic solution according to Item 1, comprising 1 to 5 mol of lithium iodide and 5 to 15 mol of 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide with respect to 1 mol of iodine.
Item 3. Item 3. The electrolyte according to Item 1 or 2, further comprising at least one basic substance selected from the group consisting of 4-tertiarybutylpyridine and N-methylbenzimidazole.
Item 4. Item 4. The electrolytic solution according to Item 3, containing 5 to 15 mol of the basic substance with respect to 1 mol of iodine.
Item 5. Item 5. The electrolytic solution according to any one of Items 1 to 4, wherein the counter anion present is only iodine ions.
Item 6. Item 6. The electrolytic solution according to any one of Items 1 to 5, further comprising at least one solvent selected from the group consisting of nitrile compounds, lactone compounds, carbonate compounds, ethers, alcohols, and sulfones.
Item 7. Item 7. A photoelectric conversion element obtained using the electrolyte solution according to any one of items 1 to 6.
Item 8. Item 8. A dye-sensitized solar cell obtained using the photoelectric conversion device according to Item 7.

本発明の電解液を光電変換素子に用いれば、従来のイミダゾリウム塩を使用した場合と比較し、格段に光電変換効率を向上させることができる。   When the electrolytic solution of the present invention is used for a photoelectric conversion element, the photoelectric conversion efficiency can be remarkably improved as compared with the case where a conventional imidazolium salt is used.

1.電解液
<電解質>
本発明の電解液は、電解質として、ヨウ素、ヨウ化リチウム及びヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムを含有する。
1. Electrolyte <electrolyte>
The electrolytic solution of the present invention contains iodine, lithium iodide, and 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide as an electrolyte.

ヨウ素及びヨウ化リチウム
ヨウ素とヨウ化リチウムは、本発明の電解液中で酸化還元対であるI/I3−を形成する。ヨウ化リチウムの添加により生成するリチウムイオンは、例えば、色素増感太陽電池のチタニア負極等に用いられる多孔質チタニアに吸着する。その結果、チタニア伝導帯を下げて色素からチタニアへの電子注入速度を向上させる効果がある。また、チタニアに注入された電子の輸送を促進する効果もある。これにより、短絡電流密度を向上させ、結果的に光電変換効率を向上させることができる。
Iodine and lithium iodide Iodine and lithium iodide form I / I 3− which is a redox couple in the electrolyte of the present invention. Lithium ions generated by the addition of lithium iodide are adsorbed on, for example, porous titania used for a titania negative electrode of a dye-sensitized solar cell. As a result, there is an effect of lowering the titania conduction band and improving the electron injection rate from the dye to titania. It also has the effect of promoting the transport of electrons injected into titania. Thereby, a short circuit current density can be improved and a photoelectric conversion efficiency can be improved as a result.

なお、従来の電解液においては、ヨウ化リチウムの添加量は、短絡電流密度の向上効果を期待し、ヨウ素1モルに対して10モル程度であったが、本発明では、リチウムイオンにより、色素増感太陽電池の開放電圧が低下するのを防ぐため、ヨウ化リチウムの添加量は、ヨウ素1モルに対して、1〜5モル程度、特に2〜4モル程度が好ましい。   In addition, in the conventional electrolytic solution, the addition amount of lithium iodide is about 10 moles with respect to 1 mole of iodine in anticipation of an effect of improving the short-circuit current density. In order to prevent the open circuit voltage of the sensitized solar cell from being lowered, the amount of lithium iodide added is preferably about 1 to 5 mol, particularly about 2 to 4 mol, per 1 mol of iodine.

ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウム
ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムを添加することで、本発明の電解液中の導電性を向上させ、色素増感太陽電池セルを作製した際には該セルの抵抗成分を低くし、フィルファクターを高くし、光電変換効率を向上させることができる。さらに、前述したように、ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムをヨウ化リチウムと組合せて使用することで、特に、ヨウ化リチウムの添加による短絡電流密度の向上効果以上の効果が得られ、光電変換効率を大幅に向上させることができる。
The addition of iodide 1,1-dialkyl pyrrolidinium iodide 1,1-dialkyl pyrrolidinium, the conductivity of the electrolytic solution of the present invention is improved, in the case of preparing a dye-sensitized solar cell Can lower the resistance component of the cell, increase the fill factor, and improve the photoelectric conversion efficiency. Furthermore, as described above, by using 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide in combination with lithium iodide, an effect more than the improvement effect of the short-circuit current density by the addition of lithium iodide can be obtained. Photoelectric conversion efficiency can be greatly improved.

なお、後述の実施例においても示されているように、従来から使用されているヨウ化1−メチル−3−プロピルイミダゾリウム、ヨウ化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム等を使用した場合には、フィルファクターの改善効果はあるが、短絡電流密度が低下してしまうため、結果的に充分な光電変換効率は得られない。   In addition, as shown also in the below-mentioned Example, when using conventionally used 1-methyl-3-propylimidazolium iodide, 1-butyl-3-methylimidazolium iodide, etc. Although there is an effect of improving the fill factor, the short-circuit current density is lowered, and as a result, sufficient photoelectric conversion efficiency cannot be obtained.

また、ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムの添加量を多くしすぎて、本発明の電解液の粘度を上昇させ、ヨウ素イオンの拡散速度を低下させるのを防ぐため、ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムの添加量は、ヨウ素1モルに対して、5〜15モル程度、特に8〜12モル程度が好ましい。   Further, in order to prevent the addition amount of 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide from being excessively increased to increase the viscosity of the electrolytic solution of the present invention and to decrease the diffusion rate of iodine ions, 1,1 -The addition amount of dialkylpyrrolidinium is about 5-15 mol with respect to 1 mol of iodine, and especially about 8-12 mol is preferable.

ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムにおいて、ピロリジン環の窒素原子に結合する2つのアルキル基は、イオン半径が小さい方が電解液中の拡散に有利である、電解液の粘度を低くした方がイオンの拡散に有利であるという点から、炭素数1〜6程度が好ましく、炭素数1〜4程度がより好ましく、特に、2つのアルキル基の少なくとも一方はメチル基であることが好ましい。   In 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide, the two alkyl groups bonded to the nitrogen atom of the pyrrolidine ring are advantageous for diffusion in the electrolyte when the ionic radius is small. Is advantageous for ion diffusion, preferably about 1 to 6 carbon atoms, more preferably about 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably at least one of the two alkyl groups is a methyl group.

このような条件を満たすヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムとしては、例えば、ヨウ化1,1−ジメチルピロリジニウム、ヨウ化1−エチル−1−メチルピロリジニウム、ヨウ化1−メチル−1−プロピルピロリジニウム、ヨウ化1−ブチル−1−メチルピロリジニウム等があげられる。   Examples of 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide satisfying such conditions include 1,1-dimethylpyrrolidinium iodide, 1-ethyl-1-methylpyrrolidinium iodide, 1-methyl iodide. Examples thereof include -1-propylpyrrolidinium, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium iodide and the like.

さらに、2つのアルキル基は互いに結合して環を形成していてもよい。この場合、環状アルキル基の炭素数は4以下が好ましい。   Further, two alkyl groups may be bonded to each other to form a ring. In this case, the carbon number of the cyclic alkyl group is preferably 4 or less.

このような条件を満たすヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムとしては、例えば、ヨウ化1,1’−スピロビピロリジニウムが挙げられる。   Examples of 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide satisfying such conditions include 1,1′-spirobipyrrolidinium iodide.

その他の成分
本発明の電解液には、上記した成分以外にも、塩基性物質、例えば、4−ターシャルブチルピリジン、N−メチルベンズイミダゾール等を含有させることもできる。これらの塩基性物質を含有させれば、光電変換素子を作製した際に、チタニア電極のチタニア表面に吸着し、チタニア電極からの逆電子移動を防ぐことができ、開放電圧をより向上させるとともに、光電変換効率をより向上させることができる。
Other Components In addition to the above-described components, the electrolytic solution of the present invention may contain a basic substance such as 4-tertiarybutylpyridine, N-methylbenzimidazole and the like. When these basic substances are contained, when the photoelectric conversion element is produced, it is adsorbed on the titania surface of the titania electrode, can prevent reverse electron transfer from the titania electrode, and further improve the open-circuit voltage, Photoelectric conversion efficiency can be further improved.

本発明では、他にも、ヨウ化1−エチル−3−メチルイミダゾリウムを添加してもよい。ただし、この場合には、ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムとヨウ化1−エチル−3−メチルイミダゾリウムとの合計量を、ヨウ化1−エチル−3−メチルイミダゾリウムを使用しない場合のヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムの添加量と同程度とすることが好ましい。   In the present invention, 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide may be added in addition. However, in this case, the total amount of 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide and 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide is not used when 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide is used. It is preferable that the amount is the same as the amount of 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide added.

また、チタニアに吸着した増感色素を脱離させないため、塩基性物質の添加量は、金属錯体色素を使用する場合は、ヨウ素1モルに対して、5〜15モル程度、特に8〜12モル程度が好ましい。また、有機色素を使用する場合はヨウ素1モルに対して、0.5〜1.5モル程度、特に0.8〜1.2モル程度が好ましい。   Further, in order not to desorb the sensitizing dye adsorbed on titania, the addition amount of the basic substance is about 5 to 15 mol, particularly 8 to 12 mol, with respect to 1 mol of iodine when the metal complex dye is used. The degree is preferred. Moreover, when using an organic pigment | dye, about 0.5-1.5 mol with respect to 1 mol of iodine, Especially about 0.8-1.2 mol are preferable.

他にも、本発明の電解液には、上述のヨウ化リチウムと同様に、チタニアの伝導帯を下げて色素からチタニアへの電子注入速度を向上させる効果のあるグアニジンチオシアネート等も添加することができる。この場合、これらの添加量は、ヨウ素1モルに対して1〜5モル程度、特に2〜4モル程度とすればよい。   In addition, guanidine thiocyanate, which has the effect of lowering the conduction band of titania and improving the electron injection rate from the dye to titania, may be added to the electrolytic solution of the present invention, as in the case of lithium iodide described above. it can. In this case, the amount of these added may be about 1 to 5 mol, particularly about 2 to 4 mol, relative to 1 mol of iodine.

<溶媒>
本発明の電解液には、溶媒を使用してもよい。この際に使用される溶媒としては、特に制限はなく、ニトリル化合物(アセトニトリル、バレロニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、ビスシアノエチルエーテル等)、ラクトン化合物(γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、β−ブチロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等)、カーボネート化合物(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等)、エーテル類(ジオキサン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル等)、アルコール類(メタノール、エタノール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン等)、スルホン類(エチルイソプロピルスルホン、エチルイソブチルスルホン、イソプロピルイソブチルスルホン等)のいずれも使用でき、これらの溶媒は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。これらの溶媒のなかでも、ヨウ素イオンの拡散速度を速くできるという点から、ニトリル化合物、特にアセトニトリル、バレロニトリル、3−メトキシプロピオニトリルが好ましい。
<Solvent>
You may use a solvent for the electrolyte solution of this invention. The solvent used in this case is not particularly limited, and nitrile compounds (acetonitrile, valeronitrile, 3-methoxypropionitrile, glutarodinitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, benzonitrile, biscyanoethyl ether, etc.), Lactone compounds (γ-butyrolactone, γ-valerolactone, β-butyrolactone, β-propiolactone, δ-valerolactone, ε-caprolactone, etc.), carbonate compounds (ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), ethers (dioxane, diethyl) Ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, polyethylene glycol dialkyl ether, polypropylene glycol dialkyl ether, etc.), alcohols ( Tanol, ethanol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl ether, polypropylene glycol monoalkyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, etc.), sulfones (ethyl isopropyl sulfone) , Ethyl isobutyl sulfone, isopropyl isobutyl sulfone, etc.), and these solvents may be used alone or in combination of two or more. Among these solvents, nitrile compounds, particularly acetonitrile, valeronitrile, and 3-methoxypropionitrile are preferable because the diffusion rate of iodine ions can be increased.

なお、本発明の電解液においては、上記成分以外にも、粘度調整剤(ポリエチレングリコール等)や脱水剤(ゼオライト、シリカゲル等)等を、本発明の効果を損なわない範囲内で含ませることができる。   In addition, in the electrolytic solution of the present invention, in addition to the above components, a viscosity modifier (polyethylene glycol, etc.), a dehydrating agent (zeolite, silica gel, etc.) and the like may be included within a range not impairing the effects of the present invention. it can.

ただし、本発明の電解液においては、存在するカウンターアニオンがヨウ素イオンのみであることが好ましい。これにより、ヨウ素イオン以外の移動をスムーズにすることができる。   However, in the electrolytic solution of the present invention, it is preferable that the counter anion present is only iodine ions. Thereby, movements other than iodine ions can be made smooth.

2.光電変換素子及び色素増感太陽電池
本発明の光電変換素子は、チタニア電極の多孔質チタニア被膜の上に対向電極(対極)を形成し、これら電極間を本発明の電解液で満たすことにより得られる。
2. Photoelectric Conversion Element and Dye-Sensitized Solar Cell The photoelectric conversion element of the present invention is obtained by forming a counter electrode (counter electrode) on a porous titania film of a titania electrode and filling between these electrodes with the electrolytic solution of the present invention. It is done.

上記チタニア電極は、例えば、樹脂基板又はガラス基板上に多孔質チタニア被膜を形成してなる。   The titania electrode is formed, for example, by forming a porous titania film on a resin substrate or a glass substrate.

多孔質チタニア被膜に使用されるチタニアとしては、例えば、公知又は市販のチタニアナノ粒子;公知又は市販のチタニアナノチューブ;チタニアナノロッド;チタニアナノファイバー;チタニアナノ粒子のチューブ状集合体(特開2010−24132号公報等)等を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。また、「チタニア」とは、二酸化チタンのみを指すものではなく、三酸化二チタン(Ti);一酸化チタン(TiO);Ti、Ti等に代表される二酸化チタンから酸素欠損した組成のもの等も含むものである。また、末端OH基に代表されるように一部酸化チタンの合成に起因するTi−O−Ti以外の基を含んでいても良い。 Examples of titania used for the porous titania coating include, for example, known or commercially available titania nanoparticles; known or commercially available titania nanotubes; titania nanorods; titania nanofibers; Etc.) may be used alone or in combination of two or more. In addition, “titania” does not refer to only titanium dioxide, but is represented by titanium dioxide (Ti 2 O 3 ); titanium monoxide (TiO); Ti 4 O 7 , Ti 5 O 9 and the like. This includes a composition having oxygen deficiency from titanium. Further, as represented by the terminal OH group, a group other than Ti—O—Ti resulting from the synthesis of titanium oxide may be included.

樹脂基板としては、導電性の樹脂基板であれば特に制限されないが、例えば、ポリエチレンナフタレート樹脂基板(PEN樹脂基板)、ポリエチレンテレフタレート樹脂基板(PET樹脂基板)等のポリエステル;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等が挙げられる。   The resin substrate is not particularly limited as long as it is a conductive resin substrate. For example, polyester such as polyethylene naphthalate resin substrate (PEN resin substrate) and polyethylene terephthalate resin substrate (PET resin substrate); polyamide; polysulfone; polyether Examples include sulfone, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polyimide, polymethyl methacrylate, polystyrene, cellulose triacetate, and polymethylpentene.

ガラス基板としても特に制限はなく、公知又は市販のものを使用すればよく、無色又は有色ガラス、網入りガラス、ガラスブロック等のいずれでもよい。   There is no restriction | limiting in particular also as a glass substrate, What is necessary is just to use a well-known or commercially available thing, and any of colorless or colored glass, meshed glass, a glass block etc. may be sufficient.

この樹脂基板又はガラス基板としては、板厚が0.05〜10mm程度のものを使用すればよい。   As this resin substrate or glass substrate, one having a thickness of about 0.05 to 10 mm may be used.

本発明では、多孔質チタニア被膜は、樹脂基板又はガラス基板の表面上に直接形成されていてもよいが、透明導電膜を介して形成されていてもよい。   In the present invention, the porous titania film may be formed directly on the surface of the resin substrate or the glass substrate, but may be formed via a transparent conductive film.

透明導電膜としては、例えば、スズドープ酸化インジウム膜(ITO膜)、フッ素ドープ酸化スズ膜(FTO膜)、アンチモンドープ酸化スズ膜(ATO膜)アルミニウムドープ酸化亜鉛膜(AZO膜)、ガリウムドープ酸化亜鉛膜(GZO膜)等が挙げられる。これらの透明導電膜を介することで、発生した電流を外部にとりだすことが容易となる。これらの透明導電膜の膜厚は、0.02〜10μm程度とするのが好ましい。   Examples of the transparent conductive film include a tin-doped indium oxide film (ITO film), a fluorine-doped tin oxide film (FTO film), an antimony-doped tin oxide film (ATO film), an aluminum-doped zinc oxide film (AZO film), and a gallium-doped zinc oxide. Examples include a film (GZO film). By passing through these transparent conductive films, it becomes easy to take out the generated current to the outside. The film thickness of these transparent conductive films is preferably about 0.02 to 10 μm.

樹脂基板又はガラス基板上に多孔質チタニア被膜を形成する方法としては、特に制限されるわけではないが、例えば、上述したチタニアを含む被膜形成用組成物を作製し、樹脂基板又はガラス基板上に当該被膜形成用組成物を塗布及び乾燥させればよい。また、乾燥させた後、得られた被膜に、必要に応じて加熱処理を施して焼成させてもよい。   The method for forming the porous titania film on the resin substrate or the glass substrate is not particularly limited. For example, the above-described composition for forming a film containing titania is prepared, and the method is performed on the resin substrate or the glass substrate. What is necessary is just to apply | coat and dry the said composition for film formation. In addition, after drying, the obtained film may be subjected to heat treatment as necessary to be baked.

塗布方法は特に制限はなく、スクリーン印刷、ディップコート、スプレーコート、スピンコート、スキージ法等の常法を採用すればよい。   There are no particular restrictions on the application method, and conventional methods such as screen printing, dip coating, spray coating, spin coating, and squeegee method may be employed.

また、乾燥条件及び焼成条件は特に制限はなく、乾燥温度を60〜250℃程度、焼成温度を250〜800℃程度とすればよい。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular in drying conditions and baking conditions, What is necessary is just to make drying temperature into about 60-250 degreeC and baking temperature to about 250-800 degreeC.

多孔質チタニア被膜の作製に当たっては、得られる被膜の膜厚が0.5〜50μm程度となるように塗布すればよい。   What is necessary is just to apply | coat so that the film thickness of the film obtained may be set to about 0.5-50 micrometers in preparation of a porous titania film.

対極は、導電性材料からなる単層構造でもよいし、導電層と基板とから構成されていてもよい。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、金属、無色又は有色ガラス、網入りガラス、ガラスブロック等が用いられる他、樹脂でも良い。かかる樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、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等が挙げられる。また、電荷輸送層上に直接導電性材料を塗布、メッキ又は蒸着(PVD、CVD)して対極を形成しても良い。   The counter electrode may have a single layer structure made of a conductive material, or may be composed of a conductive layer and a substrate. The substrate is not particularly limited, and the material, thickness, dimensions, shape, and the like can be appropriately selected according to the purpose. For example, metal, colorless or colored glass, meshed glass, glass block, etc. are used. Resin may be used. Examples of such resins include polyesters such as polyethylene terephthalate, polyamide, polysulfone, polyether sulfone, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polyimide, polymethyl methacrylate, polystyrene, cellulose triacetate, and polymethylpentene. Alternatively, the counter electrode may be formed by applying, plating, or vapor-depositing (PVD, CVD) a conductive material directly on the charge transport layer.

導電性材料としては、白金、金、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅、銀、タングステン等の金属や、炭素材料、導電性有機物等の比抵抗の小さな材料が用いられる。   As the conductive material, metals such as platinum, gold, nickel, titanium, aluminum, copper, silver, and tungsten, and materials having a small specific resistance such as carbon materials and conductive organic substances are used.

また、対極の抵抗を下げる目的で金属リードを用いても良い。金属リードは白金、金、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅、銀、タングステン等の金属からなるのが好ましく、アルミニウム又は銀からなるのが特に好ましい。   A metal lead may be used for the purpose of reducing the resistance of the counter electrode. The metal lead is preferably made of a metal such as platinum, gold, nickel, titanium, aluminum, copper, silver or tungsten, and particularly preferably made of aluminum or silver.

本発明では、対極を形成する前に、前記チタニア電極の光吸収効率を向上すること等を目的として、多孔質チタニア被膜に色素を担持(吸着、含有など)させることが好ましい。   In the present invention, before forming the counter electrode, for the purpose of improving the light absorption efficiency of the titania electrode, it is preferable to support (adsorb, contain, etc.) a dye on the porous titania coating.

色素は、可視域や近赤外域に吸収特性を有し、チタニアの光吸収効率を向上(増感)させる色素であれば特に限定されないが、金属錯体色素、有機色素、天然色素、半導体等が好ましい。また、多孔質チタニア被膜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等の官能基を有するものが好適に用いられる。   The dye is not particularly limited as long as it has absorption characteristics in the visible region and the near infrared region and improves (sensitizes) the light absorption efficiency of titania, but metal complex dyes, organic dyes, natural dyes, semiconductors, etc. preferable. In addition, in order to impart adsorptivity to the porous titania coating, a carboxyl group, hydroxyl group, sulfonyl group, phosphonyl group, carboxylalkyl group, hydroxyalkyl group, sulfonylalkyl group, phosphonylalkyl group, etc. in the dye molecule Those having the functional group are preferably used.

金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム、オスミウム、鉄、コバルト、亜鉛、水銀の錯体(例えば、メリクルクロム等)や、金属ポルフィリン、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。また、有機色素としては、例えば、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、ペリレン系色素、クマリン系色素、ポリエン系色素、インドリン系色素、カリバゾール系色素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。色素として用いることができる半導体としては、i型の光吸収係数が大きなアモルファス半導体や直接遷移型半導体、量子サイズ効果を示し、可視光を効率よく吸収する微粒子半導体が好ましい。通常、各種の半導体や金属錯体色素や有機色素の一種、又は光電変換の波長域をできるだけ広くし、かつ変換効率を上げるため、二種類以上の色素を混合することができる。また、目的とする光源の波長域と強度分布に合わせるように、混合する色素とその割合を選ぶことができる。   As the metal complex dye, for example, a ruthenium, osmium, iron, cobalt, zinc, mercury complex (for example, mellicle chromium), metal porphyrin, metal phthalocyanine, chlorophyll, or the like can be used. Examples of organic dyes include cyanine dyes, hemicyanine dyes, merocyanine dyes, xanthene dyes, triphenylmethane dyes, metal-free phthalocyanine dyes, perylene dyes, coumarin dyes, polyene dyes, indolines. Examples thereof include, but are not limited to, system dyes and caribasol dyes. As a semiconductor that can be used as a dye, an amorphous semiconductor having a large i-type light absorption coefficient, a direct transition semiconductor, or a fine particle semiconductor that exhibits a quantum size effect and efficiently absorbs visible light is preferable. Usually, one of various semiconductors, metal complex dyes and organic dyes, or two or more kinds of dyes can be mixed in order to make the wavelength range of photoelectric conversion as wide as possible and increase the conversion efficiency. Moreover, the pigment | dye to mix and its ratio can be selected so that it may match with the wavelength range and intensity distribution of the target light source.

色素を多孔質チタニア被膜に吸着させる方法としては、例えば、溶媒に色素を溶解させた溶液を、多孔質チタニア被膜上にスプレーコートやスピンコート等により塗布した後、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、多孔質チタニア被膜を溶液に浸漬して吸着させる方法を用いることもできる。浸漬する時間は色素が充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10分〜30時間、より好ましくは1〜20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。溶液にする場合の色素の濃度としては、0.01〜100mmol/L、好ましくは0.1〜10mmol/L程度である。   As a method for adsorbing the dye to the porous titania coating, for example, a solution in which the dye is dissolved in a solvent is applied by spray coating or spin coating on the porous titania coating and then dried. it can. In this case, the substrate may be heated to an appropriate temperature. Further, a method in which a porous titania coating is immersed in a solution and adsorbed can also be used. The immersion time is not particularly limited as long as the dye is sufficiently adsorbed, but is preferably 10 minutes to 30 hours, more preferably 1 to 20 hours. Moreover, you may heat a solvent and a board | substrate when immersing as needed. The concentration of the dye in the case of a solution is about 0.01 to 100 mmol / L, preferably about 0.1 to 10 mmol / L.

用いる溶媒は特に制限されるものではないが、水及び有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒としては、例えば、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−ブタノール等のアルコール類;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、グルタロニトリル等のニトリル類;ベンゼン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン等の芳香族炭化水素;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン等の脂環式炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、2−ブタノン等のケトン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;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、ポリエチレングリコール等が挙げられる。   The solvent to be used is not particularly limited, but water and an organic solvent are preferably used. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, and t-butanol; acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, glutaronitrile, and the like. Nitriles; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane; acetone, methyl ethyl ketone Ketones such as diethyl ketone and 2-butanone; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran; ethylene carbonate, propylene carbonate, nitromethane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoamide, dimethoxy Ethane, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, sulfolane, dimethoxyethane, adiponitrile, methoxyacetonitrile, dimethylacetamide, methylpyrrolidinone, dimethylsulfoxide, dioxolane, sulfolane, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, ethyl phosphate Dimethyl, tributyl phosphate, tripentyl phosphate, trihexyl phosphate, triheptyl phosphate, trioctyl phosphate, trinonyl phosphate, tridecyl phosphate, tris phosphate (trifluoromethyl), tris phosphate (pentafluoroethyl), Examples thereof include triphenyl polyethylene glycol phosphate and polyethylene glycol.

色素間の凝集等の相互作用を低減するために、界面活性剤としての性質を持つ無色の化合物を色素吸着液に添加し、多孔質酸化チタン被膜に共吸着させてもよい。このような無色の化合物の例としては、カルボキシル基やスルホ基を有するコール酸、デオキシコール酸、ケノデオキシコール酸、タウロデオキシコール酸等のステロイド化合物やスルホン酸塩類等が挙げられる。   In order to reduce the interaction such as aggregation between the dyes, a colorless compound having properties as a surfactant may be added to the dye adsorbing solution and co-adsorbed on the porous titanium oxide film. Examples of such colorless compounds include steroid compounds such as cholic acid having a carboxyl group or sulfo group, deoxycholic acid, chenodeoxycholic acid, taurodeoxycholic acid, sulfonates, and the like.

未吸着の色素は、吸着工程後、速やかに洗浄により除去するのが好ましい。洗浄は湿式洗浄槽中でアセトニトリル、アルコール系溶媒等を用いて行うのが好ましい。   It is preferable to remove the unadsorbed dye by washing immediately after the adsorption step. Washing is preferably performed using acetonitrile, an alcohol solvent or the like in a wet washing tank.

色素を吸着させた後、アミン類、4級アンモニウム塩、少なくとも1つのウレイド基を有するウレイド化合物、少なくとも1つのシリル基を有するシリル化合物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等を用いて、多孔質酸化チタン被膜の表面を処理してもよい。好ましいアミン類の例としては、ピリジン、4−t−ブチルピリジン、ポリビニルピリジン等が挙げられる。好ましい4級アンモニウム塩の例としては、テトラブ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等が挙げられる。これらは有機溶媒に溶解して用いてもよく、液体の場合はそのまま用いてもよい。   After adsorbing the dye, porous using amines, quaternary ammonium salts, ureido compounds having at least one ureido group, silyl compounds having at least one silyl group, alkali metal salts, alkaline earth metal salts, etc. The surface of the quality titanium oxide film may be treated. Examples of preferred amines include pyridine, 4-t-butylpyridine, polyvinylpyridine and the like. Examples of preferred quaternary ammonium salts include tetrabutylammonium iodide, tetrahexylammonium iodide and the like. These may be used by dissolving in an organic solvent, or may be used as they are in the case of a liquid.

本発明の色素増感太陽電池は、本発明の光電変換素子をモジュール化するとともに、所定の電気配線を設けることによって製造することができる。   The dye-sensitized solar cell of the present invention can be manufactured by modularizing the photoelectric conversion element of the present invention and providing predetermined electrical wiring.

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらのみに限定されるものではない。   The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

[チタニアを含む被膜形成用組成物の作製]
チタンイソプロポキシド0.05molに酢酸0.05molを加えて15分撹拌した。蒸留水73mlを加えて1時間撹拌した。さらに濃硝酸1mlを加えて80℃で75分間加熱及び撹拌を行った。これに蒸留水を加えて全量を93mlとしてチタニアゾル水溶液を得た。このチタニアゾル水溶液40mlを内容積125mlの圧力反応容器に入れて250℃で12時間加熱した。得られた白色沈殿物(チタニア)をエタノールで溶媒置換した後、100mlエタノール分散液とした。これにα−テルピネオール7gとエチルセルロースの10重量%エタノール溶液8.65gを加えて撹拌した。十分に撹拌した後、エバポレータを用いてエタノールを留去してチタニアを含む被膜形成用組成物10gを得た。
[Preparation of composition for forming a film containing titania]
Acetic acid 0.05 mol was added to titanium isopropoxide 0.05 mol and stirred for 15 minutes. Distilled water 73 ml was added and stirred for 1 hour. Further, 1 ml of concentrated nitric acid was added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 75 minutes. Distilled water was added thereto to make a total volume of 93 ml to obtain an aqueous titania sol solution. 40 ml of this titania sol aqueous solution was placed in a pressure reaction vessel having an internal volume of 125 ml and heated at 250 ° C. for 12 hours. The obtained white precipitate (titania) was subjected to solvent substitution with ethanol, and then made into a 100 ml ethanol dispersion. To this, 7 g of α-terpineol and 8.65 g of a 10 wt% ethanol solution of ethyl cellulose were added and stirred. After sufficiently stirring, ethanol was distilled off using an evaporator to obtain 10 g of a film forming composition containing titania.

[チタニア負極の作製]
フッ素ドープ酸化スズ(FTO)膜付きガラス(日本板硝子(株)製;4mm厚)にポリエステル製スクリーン印刷版(225メッシュ)を用いて、上記で作製したチタニアを含む被膜形成用組成物を、5ミリ角の大きさに膜厚14μmになるまで繰り返しスクリーン印刷を行った。さらに電気炉に入れて500℃にて1時間焼成を行った。
[Production of titania negative electrode]
A film-forming composition containing titania prepared as described above using a polyester screen printing plate (225 mesh) on a glass with fluorine-doped tin oxide (FTO) film (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd .; 4 mm thickness) is 5 Screen printing was repeatedly performed until the film thickness was 14 μm in the size of millimeter square. Furthermore, it put into the electric furnace and baked at 500 degreeC for 1 hour.

[増感色素の固定]
スイス・ソラロニクス社製のN−719色素をターシャルブチルアルコールとアセトニトリルの容量比1:1の混合溶媒に0.5mmol/Lの濃度で溶解したものに上記500℃で焼成したチタニア負極を25℃で20時間浸漬して色素を固定した。
[Immobilization of sensitizing dye]
A titania negative electrode calcined at 500 ° C. in a solution of N-719 dye manufactured by Solaronix, Switzerland, dissolved in a mixed solvent of tertiary butyl alcohol and acetonitrile at a volume ratio of 1: 1 at a concentration of 0.5 mmol / L was used at 25 ° C. For 20 hours to fix the dye.

[小型セルの組み立て]
色素を固定した上記チタニア負極に、カプトンテープ(35μm厚さ)をスペーサーとして用いて、白金をスパッタしたフッ素ドープ酸化スズ(FTO)膜付きガラス(ピルキントン社製;2.2mm厚)をエポキシ接着剤にて貼り合わせた。その後、後述する実施例1〜6及び比較例1〜4の電解液を注入して封止を行い、光電変換素子を作製した。
[Assembly of small cells]
Epoxy adhesive glass with fluorine-doped tin oxide (FTO) film sputtered with platinum (made by Pilkington; 2.2 mm thickness) using Kapton tape (35 μm thickness) as a spacer on the titania negative electrode on which the dye is fixed Attach together. Then, the electrolyte solution of Examples 1-6 mentioned later and Comparative Examples 1-4 was inject | poured and sealed, and the photoelectric conversion element was produced.

[小型セルの評価]
作製した小型セルに(株)三永電機製作所製のソーラーシミュレータでAM1.5(JISC8912Aランク)の条件下の100mW/cmの強度の光を照射して上記光電変換素子の光電変換特性を評価した。
[Evaluation of small cells]
The produced small cell was irradiated with light having an intensity of 100 mW / cm 2 under the condition of AM1.5 (JISC8912A rank) with a solar simulator manufactured by Mitsunaga Electric Manufacturing Co., Ltd., and the photoelectric conversion characteristics of the photoelectric conversion element were evaluated. did.

実施例1
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化リチウム:0.05M
ヨウ化1−エチル−1−メチル−ピロリジニウム:0.55M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Example 1
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
Lithium iodide: 0.05M
1-ethyl-1-methyl-pyrrolidinium iodide: 0.55M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

実施例2
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化リチウム:0.1M
ヨウ化1−エチル−1−メチルピロリジニウム:0.5M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Example 2
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
Lithium iodide: 0.1M
1-ethyl-1-methylpyrrolidinium iodide: 0.5M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

実施例3
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化リチウム:0.2M
ヨウ化1−エチル−1−メチルピロリジニウム:0.4M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Example 3
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
Lithium iodide: 0.2M
1-ethyl-1-methylpyrrolidinium iodide: 0.4M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

実施例4
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化リチウム:0.1M
ヨウ化1,1−ジメチルピロリジニウム:0.5M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Example 4
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
Lithium iodide: 0.1M
1,1-dimethylpyrrolidinium iodide: 0.5M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

実施例5
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化リチウム:0.1M
ヨウ化1−メチル−1−プロピルピロリジニウム:0.5M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Example 5
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
Lithium iodide: 0.1M
1-methyl-1-propylpyrrolidinium iodide: 0.5M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

実施例6
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化リチウム:0.1M
ヨウ化1−ブチル−1−メチルピロリジニウム:0.5M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Example 6
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
Lithium iodide: 0.1M
1-butyl-1-methylpyrrolidinium iodide: 0.5M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

比較例1
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化リチウム:0.6M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Comparative Example 1
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
Lithium iodide: 0.6M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

比較例2
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化1−エチル−1−メチルピロリジニウム:0.6M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Comparative Example 2
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
1-ethyl-1-methylpyrrolidinium iodide: 0.6M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

比較例3
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化リチウム:0.1M
ヨウ化1−メチル−3−プロピルイミダゾリウム:0.5M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Comparative Example 3
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
Lithium iodide: 0.1M
1-methyl-3-propylimidazolium iodide: 0.5M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

比較例4
電解液の組成を以下のようにして、小型セルの評価を行った。結果を表1に示す。
ヨウ素:0.05M
ヨウ化リチウム:0.1M
ヨウ化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム:0.5M
ターシャルブチルピリジン:0.5M
溶媒はアセトニトリルを使用した。
Comparative Example 4
The composition of the electrolytic solution was evaluated as follows for small cells. The results are shown in Table 1.
Iodine: 0.05M
Lithium iodide: 0.1M
1-butyl-3-methylimidazolium iodide: 0.5M
Tertiary butyl pyridine: 0.5M
Acetonitrile was used as the solvent.

Figure 0005709462
Figure 0005709462

Claims (6)

ヨウ素、ヨウ化リチウム、ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウム、及び4−ターシャルブチルピリジンを含有する色素増感太陽電池用電解液であって、
ヨウ素1モルに対して、ヨウ化リチウムを1〜5モル、ヨウ化1,1−ジアルキルピロリジニウムを5〜15モル含有する、色素増感太陽電池用電解液。
An electrolyte solution for a dye-sensitized solar cell containing iodine, lithium iodide, 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide, and 4-tertiarybutylpyridine,
An electrolyte solution for a dye-sensitized solar cell, containing 1 to 5 mol of lithium iodide and 5 to 15 mol of 1,1-dialkylpyrrolidinium iodide with respect to 1 mol of iodine.
ヨウ素1モルに対して、前記4−ターシャルブチルピリジンを5〜15モル含有する、請求項1に記載の色素増感太陽電池用電解液。 The electrolyte solution for dye-sensitized solar cells according to claim 1, wherein 5 to 15 moles of 4-tertiarybutylpyridine are contained with respect to 1 mole of iodine. 存在するカウンターアニオンがヨウ素イオンのみである、請求項1又は2に記載の色素増感太陽電池用電解液。 The electrolyte solution for dye-sensitized solar cells according to claim 1 or 2, wherein the counter anion present is only iodine ions. さらに、ニトリル化合物、ラクトン化合物、カーボネート化合物、エーテル類、アルコール類及びスルホン類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の色素増感太陽電池用電解液。 The dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one solvent selected from the group consisting of nitrile compounds, lactone compounds, carbonate compounds, ethers, alcohols and sulfones. Electrolyte. 請求項1〜4のいずれかに記載の色素増感太陽電池用電解液を用いて得られる色素増感太陽電池用光電変換素子。 The photoelectric conversion element for dye-sensitized solar cells obtained using the electrolyte solution for dye-sensitized solar cells in any one of Claims 1-4. 請求項5に記載の色素増感太陽電池用光電変換素子を用いて得られる色素増感太陽電池。 A dye-sensitized solar cell obtained using the photoelectric conversion element for a dye-sensitized solar cell according to claim 5.
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