JP6221787B2 - Method for producing conductive laminate, method for producing counter electrode for dye-sensitized solar cell, method for producing dye-sensitized solar cell, and method for producing solar cell module - Google Patents

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本発明は、導電性積層体の製造方法、並びに、当該製造方法を用いて得られる導電性積層体、当該導電性積層体を用いた色素増感型太陽電池用対向電極、色素増感型太陽電池および太陽電池モジュールに関するものである。   The present invention relates to a method for producing a conductive laminate, a conductive laminate obtained by using the production method, a counter electrode for a dye-sensitized solar cell using the conductive laminate, and a dye-sensitized solar. The present invention relates to a battery and a solar battery module.

近年、太陽電池の電極などに用いられる導電膜として、ITO(酸化インジウムスズ)以外の材料を用いた様々な導電膜の開発が進んでいる。具体的には、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」と称することがある。)などのカーボンを導電材料として配合したカーボン導電膜を太陽電池の電極などに用いることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, various conductive films using materials other than ITO (indium tin oxide) have been developed as conductive films used for electrodes of solar cells. Specifically, it has been proposed to use a carbon conductive film in which carbon such as carbon nanotubes (hereinafter sometimes referred to as “CNT”) is blended as a conductive material for an electrode of a solar cell (for example, a patent). Reference 1).

また、そのような導電膜を適用する太陽電池としては、近年、色素増感型太陽電池などの有機系太陽電池が注目されている。中でも、色素増感型太陽電池は、軽量化が期待でき、広い照度範囲で安定して発電できることや、大掛かりな設備を必要とすることなく、比較的安価な材料を用いて製造し得ることから、特に注目を集めている。   In recent years, organic solar cells such as dye-sensitized solar cells have attracted attention as solar cells to which such a conductive film is applied. Among them, the dye-sensitized solar cell can be expected to be lightweight, can be stably generated in a wide illuminance range, and can be manufactured using a relatively inexpensive material without requiring a large facility. , Attracting particular attention.

ここで、色素増感型太陽電池は、通常、図1に示すように、光電極10、対向電極(触媒電極)30、および、光電極10と対向電極30との間に位置する電解質層20を有している(例えば、特許文献2参照)。そして、光電極10は、支持体10aと、支持体10a上に設けられた導電層10bと、導電層10b上に設けられた多孔質半導体微粒子層10cおよび増感色素層10dとを備えている。また、対向電極30は、支持体30aと、支持体30a上に設けられた導電層30bと、導電層30b上に設けられた触媒層30cとを備えている。更に、光電極10の導電層10bと、対向電極30の導電層30bとは外部の回路40を介して接続されている。
そして、この色素増感型太陽電池では、光電極中の増感色素が光を受けて励起されると、増感色素の電子が取り出され、取り出された電子が、光電極から出て、外部の回路を通って対向電極に移動し、さらに電解質層に移動する。
Here, as shown in FIG. 1, the dye-sensitized solar cell usually has a photoelectrode 10, a counter electrode (catalyst electrode) 30, and an electrolyte layer 20 positioned between the photoelectrode 10 and the counter electrode 30. (For example, refer to Patent Document 2). The photoelectrode 10 includes a support 10a, a conductive layer 10b provided on the support 10a, a porous semiconductor fine particle layer 10c and a sensitizing dye layer 10d provided on the conductive layer 10b. . The counter electrode 30 includes a support 30a, a conductive layer 30b provided on the support 30a, and a catalyst layer 30c provided on the conductive layer 30b. Furthermore, the conductive layer 10 b of the photoelectrode 10 and the conductive layer 30 b of the counter electrode 30 are connected via an external circuit 40.
In this dye-sensitized solar cell, when the sensitizing dye in the photoelectrode receives light and is excited, the electrons of the sensitizing dye are taken out, and the extracted electrons exit from the photoelectrode and are externally supplied. It moves to the counter electrode through this circuit and further moves to the electrolyte layer.

特許第5082016号公報Japanese Patent No. 5082016 特開2013−16435号公報JP 2013-16435 A

ところで、カーボンは、色素増感型太陽電池の対向電極における酸化還元反応を活性化する触媒としても機能し得る。そのため、カーボン導電膜を色素増感型太陽電池の対向電極に適用する場合、導電層と触媒層との双方をカーボン導電膜で形成することが考えられる。   Incidentally, carbon can also function as a catalyst for activating the redox reaction in the counter electrode of the dye-sensitized solar cell. Therefore, when applying a carbon conductive film to the counter electrode of a dye-sensitized solar cell, it is possible to form both a conductive layer and a catalyst layer with a carbon conductive film.

しかし、対向電極の導電層と触媒層との双方をカーボン導電膜で形成する場合など、カーボン導電膜を積層して導電性積層体として使用する場合には、当該導電性積層体には、導電性に加え、触媒活性などの所望の活性を発揮することが求められる。   However, when both the conductive layer of the counter electrode and the catalyst layer are formed of a carbon conductive film, when the carbon conductive film is stacked and used as a conductive laminate, the conductive laminate includes a conductive layer. In addition to the properties, it is required to exhibit desired activities such as catalytic activity.

そこで、本発明は、導電性と、触媒活性などの所望の活性とに優れる導電性積層体の効率的な製造方法、および、導電性と、触媒活性などの所望の活性とに優れる導電性積層体を提供することを目的とする。
また、本発明は、導電性および触媒活性に優れる色素増感型太陽電池用対向電極を提供することを目的とする。
更に、本発明は、光電変換効率に優れる色素増感型太陽電池および太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides an efficient method for producing a conductive laminate excellent in conductivity and desired activity such as catalytic activity, and conductive laminate excellent in conductivity and desired activity such as catalytic activity. The purpose is to provide a body.
Another object of the present invention is to provide a counter electrode for a dye-sensitized solar cell that is excellent in conductivity and catalytic activity.
Furthermore, an object of this invention is to provide the dye-sensitized solar cell and solar cell module which are excellent in photoelectric conversion efficiency.

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の導電性積層体の製造方法は、カーボン1、分散剤1および溶媒1を含有するカーボン分散液1を基材上に塗布し乾燥させて第一カーボン層を形成する工程(1)と;カーボン2、分散剤2および溶媒2を含有するカーボン分散液2を工程(1)で得られた第一カーボン層上に塗布し乾燥させて第二カーボン層を形成する工程(2)と;少なくとも、工程(2)で得られた第二カーボン層を溶媒3で洗浄し、少なくとも、前記分散剤2の一部を前記第二カーボン層から除去する洗浄工程(3)、および/または、少なくとも、工程(2)で得られた第二カーボン層に対し、プラズマ処理、UV処理およびオゾン処理からなる群より選択される少なくとも1つの処理を行って、少なくとも、前記第二カーボン層中に含まれている分散剤2の一部を分解する分解工程(4)と;を含む。このようにして得られる導電性積層体は、導電性と、触媒活性などの所望の活性との双方に優れている。   An object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems, and the method for producing a conductive laminate of the present invention is based on a carbon dispersion 1 containing carbon 1, a dispersant 1 and a solvent 1. A first carbon layer obtained by applying a carbon dispersion liquid 2 containing carbon 2, a dispersant 2 and a solvent 2 in step (1) to form a first carbon layer by applying on a material and drying; A step (2) of applying and drying to form a second carbon layer; at least the second carbon layer obtained in step (2) is washed with a solvent 3 and at least a part of the dispersant 2; Is selected from the group consisting of plasma treatment, UV treatment and ozone treatment for at least the second carbon layer obtained in step (2). At least one process Go and at least the second carbon layer decomposition step of decomposing a part of the dispersing agent 2 contained in the (4); including. The conductive laminate obtained in this way is excellent in both conductivity and desired activity such as catalytic activity.

ここで、本発明の導電性積層体の製造方法では、前記カーボン1と、前記カーボン2との少なくとも一方がカーボンナノチューブを含むことが好ましい。カーボンナノチューブを含有すれば、得られる導電性積層体において、導電性と、触媒活性などの所望の活性とが更に向上するからである。また、かかる導電性積層体の耐屈曲性も向上するからである。   Here, in the method for producing a conductive laminate of the present invention, it is preferable that at least one of the carbon 1 and the carbon 2 includes a carbon nanotube. This is because the inclusion of carbon nanotubes further improves the conductivity and desired activity such as catalytic activity in the resulting conductive laminate. Moreover, it is because the bending resistance of this electroconductive laminated body also improves.

更に、本発明の導電性積層体の製造方法では、前記カーボンナノチューブの、窒素吸着によるBET比表面積が600m/g以上2600m/g以下であり、かつ、水蒸気吸着によるBET比表面積が0.01m/g以上30m/g以下であることが好ましい。上記範囲内のBET比表面積を有するカーボンナノチューブを使用すれば、得られる導電性積層体において、導電性と、触媒活性などの所望の活性と、耐屈曲性とを更に向上させることができるからである。
なお、本発明において、「BET比表面積」は、77Kにおける窒素吸着等温線および298Kにおける水蒸気吸着等温線をそれぞれ測定し、BET法により求めることができる。ここで、BET比表面積の測定には、例えば、「BELSORP(登録商標)−max」(日本ベル(株)製)を用いることができる。
Furthermore, in the method for producing a conductive laminate of the present invention, the carbon nanotube has a BET specific surface area of 600 m 2 / g or more and 2600 m 2 / g or less by nitrogen adsorption, and a BET specific surface area of 0.1 m or less by water vapor adsorption. 01m is preferably 2 / g or more 30 m 2 / g or less. If carbon nanotubes having a BET specific surface area within the above range are used, the conductivity, desired activity such as catalytic activity, and bending resistance can be further improved in the resulting conductive laminate. is there.
In the present invention, the “BET specific surface area” can be determined by measuring the nitrogen adsorption isotherm at 77K and the water vapor adsorption isotherm at 298K, respectively, by the BET method. Here, for the measurement of the BET specific surface area, for example, “BELSORP (registered trademark) -max” (manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.) can be used.

また、本発明の導電性積層体の製造方法では、前記カーボンナノチューブの平均長さが0.1μm以上10mm以下であることが好ましい。上記範囲内の平均長さを有するカーボンナノチューブを使用すれば、得られる導電性積層体において、導電性と、触媒活性などの所望の活性と、耐屈曲性とを更に向上させることができると共に、当該カーボンナノチューブを含むカーボン層を良好な膜形状とすることができるからである。
なお、本発明において、「カーボンナノチューブの平均長さ」は、透過型電子顕微鏡を用いて無作為に選択したカーボンナノチューブ100本の長さを測定して求めることができる。
Moreover, in the manufacturing method of the electroconductive laminated body of this invention, it is preferable that the average length of the said carbon nanotube is 0.1 micrometer or more and 10 mm or less. If carbon nanotubes having an average length within the above range are used, the resulting conductive laminate can further improve conductivity, desired activity such as catalytic activity, and bending resistance, This is because the carbon layer containing the carbon nanotubes can have a favorable film shape.
In the present invention, the “average length of carbon nanotubes” can be obtained by measuring the length of 100 carbon nanotubes selected at random using a transmission electron microscope.

そして、本発明の導電性積層体の製造方法により得られる、本発明の導電性積層体は、表面抵抗率が0.01Ω/□以上500Ω/□以下であることが好ましい。表面抵抗率が0.01Ω/□以上500Ω/□以下であれば、導電性と触媒活性などの所望の活性とを高いレベルで両立することができるからである。
なお、本発明において、「表面抵抗率」は、JIS K7194に準拠し、抵抗率計を用いて四端子四探針法により測定することができる。
The conductive laminate of the present invention obtained by the method for producing a conductive laminate of the present invention preferably has a surface resistivity of 0.01Ω / □ or more and 500Ω / □ or less. If the surface resistivity is 0.01Ω / □ or more and 500Ω / □ or less, conductivity and desired activity such as catalytic activity can be achieved at a high level.
In the present invention, “surface resistivity” can be measured by a four-terminal four-probe method using a resistivity meter in accordance with JIS K7194.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の色素増感型太陽電池用対向電極は、上述した導電性積層体を用いてなることを特徴とする。この色素増感型太陽電池用対向電極は、上述した導電性積層体を用いているので、導電性および触媒活性に優れている。   Moreover, this invention aims to solve the said subject advantageously, The counter electrode for dye-sensitized solar cells of this invention is characterized by using the electroconductive laminated body mentioned above. To do. Since this counter electrode for dye-sensitized solar cell uses the conductive laminate described above, it is excellent in conductivity and catalytic activity.

更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の色素増感型太陽電池は、上述した色素増感型太陽電池用対向電極を備えてなることを特徴とする。この色素増感型太陽電池は、上述した色素増感型太陽電池用対向電極を用いているので、光電変換効率に優れている。   Furthermore, this invention aims at solving the said subject advantageously, The dye-sensitized solar cell of this invention is equipped with the counter electrode for dye-sensitized solar cells mentioned above. Features. Since this dye-sensitized solar cell uses the counter electrode for the dye-sensitized solar cell described above, it is excellent in photoelectric conversion efficiency.

そして、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の太陽電池モジュールは、上述した色素増感型太陽電池を直列および/または並列に接続してなることを特徴とする。この太陽電池モジュールは、上述した色素増感型太陽電池を用いているので、光電変換効率に優れている。   And this invention aims to solve the said subject advantageously, The solar cell module of this invention connects the dye-sensitized solar cell mentioned above in series and / or in parallel. It is characterized by. Since this solar cell module uses the dye-sensitized solar cell described above, it is excellent in photoelectric conversion efficiency.

本発明によれば、導電性と、触媒活性などの所望の活性とに優れる導電性積層体の効率的な製造方法、および、導電性と、触媒活性などの所望の活性とに優れる導電性積層体を提供することができる。
また、本発明によれば、導電性および触媒活性に優れる色素増感型太陽電池用対向電極を提供することができる。
更に、本発明によれば、光電変換効率に優れる色素増感型太陽電池および太陽電池モジュールを提供することができる。
According to the present invention, an efficient method for producing a conductive laminate excellent in conductivity and desired activity such as catalytic activity, and conductive lamination excellent in conductivity and desired activity such as catalytic activity. The body can be provided.
Moreover, according to this invention, the counter electrode for dye-sensitized solar cells which is excellent in electroconductivity and catalytic activity can be provided.
Furthermore, according to this invention, the dye-sensitized solar cell and solar cell module which are excellent in photoelectric conversion efficiency can be provided.

色素増感型太陽電池の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a dye-sensitized solar cell.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の導電性積層体の製造方法は、導電性と、触媒活性などの所望の活性とに優れる、カーボンを含有した導電性積層体を製造する際に用いることができる。そして、本発明の導電性積層体の製造方法を用いて製造した導電性積層体は、特に限定されることなく、色素増感型太陽電池用対向電極、色素増感型太陽電池および太陽電池モジュールなどの各種製品に用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Here, the method for producing a conductive laminate of the present invention can be used when producing a carbon-containing conductive laminate excellent in conductivity and desired activity such as catalytic activity. And the conductive laminated body manufactured using the manufacturing method of the conductive laminated body of this invention is not specifically limited, The counter electrode for dye-sensitized solar cells, a dye-sensitized solar cell, and a solar cell module It can be used for various products.

(導電性積層体の製造方法)
本発明の導電性積層体の製造方法は、カーボン1、分散剤1および溶媒1を含有するカーボン分散液1を基材上に塗布し乾燥させて第一カーボン層を形成する工程(1)と;カーボン2、分散剤2および溶媒2を含有するカーボン分散液2を工程(1)で得られた第一カーボン層上に塗布し乾燥させて第二カーボン層を形成する工程(2)と;少なくとも、工程(2)で得られた第二カーボン層を溶媒3で洗浄し、少なくとも、前記分散剤2の一部を前記第二カーボン層から除去する洗浄工程(3)、および/または、少なくとも、工程(2)で得られた第二カーボン層に対し、プラズマ処理、UV処理およびオゾン処理からなる群より選択される少なくとも1つの処理を行って、少なくとも、前記第二カーボン層中に含まれている分散剤2の一部を分解する分解工程(4)と;を含む。
そして、本発明の導電性積層体の製造方法を用いて得られる本発明の導電性積層体では、第一カーボン層と第二カーボン層とはそれぞれ分散剤1と分散剤2とを含むが、洗浄工程(3)および/または分解工程(4)により主として第二カーボン層から分散剤2が除去されており、第二カーボン層のカーボン2の含有割合は第一カーボン層のカーボン1の含有割合よりも大きくなっている。かかる導電性積層体は、導電性と、触媒活性などの所望の活性との双方に優れる。
(Method for producing conductive laminate)
The method for producing a conductive laminate according to the present invention includes a step (1) of forming a first carbon layer by applying a carbon dispersion 1 containing carbon 1, a dispersant 1 and a solvent 1 on a substrate and drying it. A step (2) of applying a carbon dispersion 2 containing carbon 2, a dispersant 2 and a solvent 2 on the first carbon layer obtained in step (1) and drying to form a second carbon layer; At least the second carbon layer obtained in the step (2) is washed with the solvent 3, and at least a part of the dispersant 2 is removed from the second carbon layer (3), and / or at least The second carbon layer obtained in the step (2) is subjected to at least one treatment selected from the group consisting of plasma treatment, UV treatment and ozone treatment, and at least contained in the second carbon layer. Dispersant 2 Some decomposing decomposition step (4) and; including.
And in the conductive laminate of the present invention obtained by using the method for producing a conductive laminate of the present invention, the first carbon layer and the second carbon layer include the dispersant 1 and the dispersant 2, respectively. The dispersant 2 is mainly removed from the second carbon layer by the washing step (3) and / or the decomposition step (4), and the carbon 2 content in the second carbon layer is the carbon 1 content in the first carbon layer. Is bigger than. Such a conductive laminate is excellent in both conductivity and desired activity such as catalytic activity.

<工程(1)>
工程(1)では、カーボン1、分散剤1および溶媒1を含有するカーボン分散液1を基材上に塗布し、塗布したカーボン分散液1を乾燥させて、導電性積層体を構成する第一カーボン層を形成する。なお、カーボン分散液1は、任意にその他の添加剤を更に含有していてもよい。
<Step (1)>
In the step (1), a carbon dispersion 1 containing carbon 1, a dispersant 1 and a solvent 1 is applied onto a substrate, and the applied carbon dispersion 1 is dried to form a conductive laminate. A carbon layer is formed. The carbon dispersion 1 may optionally further contain other additives.

[カーボン1]
第一カーボン層のカーボン1としては、特に限定されることなく、天然黒鉛、活性炭、人造黒鉛、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ(CNT)などの導電性カーボンを用いることができる。中でも、カーボン1としては、CNTを用いることが好ましい。CNTは、導電性および機械的特性に優れており、第一カーボン層にCNTを使用すれば、第一カーボン層の導電性および耐屈曲性を向上させることができるからである。
なお、上述した導電性カーボンは、1種類のみを単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
[Carbon 1]
The carbon 1 of the first carbon layer is not particularly limited, and conductive carbon such as natural graphite, activated carbon, artificial graphite, ketjen black, acetylene black, carbon nanofiber, and carbon nanotube (CNT) is used. it can. Among them, as the carbon 1, it is preferable to use CNT. This is because CNT is excellent in conductivity and mechanical properties, and if CNT is used for the first carbon layer, the conductivity and bending resistance of the first carbon layer can be improved.
In addition, the conductive carbon mentioned above may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.

[[カーボンナノチューブ]]
ここで、カーボン1として好適なカーボンナノチューブとしては、特に限定されることなく、単層カーボンナノチューブおよび/または多層カーボンナノチューブを用いることができるが、CNTは、単層から5層までのカーボンナノチューブであることが好ましく、単層カーボンナノチューブであることがより好ましい。単層カーボンナノチューブを使用すれば、多層カーボンナノチューブを使用した場合と比較し、カーボン層の導電性および機械的特性を向上させることができる。
[[carbon nanotube]]
Here, carbon nanotubes suitable as carbon 1 are not particularly limited, and single-walled carbon nanotubes and / or multi-walled carbon nanotubes can be used. It is preferable that there is a single-walled carbon nanotube. If single-walled carbon nanotubes are used, the conductivity and mechanical properties of the carbon layer can be improved compared to the case where multi-walled carbon nanotubes are used.

ここで、CNTとしては、平均直径(Av)に対する、直径の標準偏差(σ)に3を乗じた値(3σ)の比(3σ/Av)が0.20超0.60未満のCNTを用いることが好ましく、3σ/Avが0.25超のCNTを用いることがより好ましく、3σ/Avが0.50超のCNTを用いることが更に好ましい。3σ/Avが0.20超0.60未満のCNTを使用すれば、CNTの分散性が高まり、CNTの配合量が少量であっても、カーボン層の導電性および機械的特性を十分に高めることができる。従って、所望の導電性および機械的特性を有するカーボン層を得るために必要なCNTの配合量を低減して、導電性、機械的特性および透明性に優れるカーボン層を得ることができる。
なお、「カーボンナノチューブの平均直径(Av)」および「カーボンナノチューブの直径の標準偏差(σ:標本標準偏差)」は、それぞれ、透過型電子顕微鏡を用いて無作為に選択したカーボンナノチューブ100本の直径(外径)を測定して求めることができる。また、CNTの平均直径(Av)および標準偏差(σ)は、CNTの製造方法や製造条件を変更することにより調整してもよいし、異なる製法で得られたCNTを複数種類組み合わせることにより調整してもよい。
Here, as the CNT, a CNT having a ratio (3σ / Av) of a value (3σ) obtained by multiplying the standard deviation (σ) of the diameter by 3 with respect to the average diameter (Av) is more than 0.20 and less than 0.60 is used. It is preferable to use CNTs with 3σ / Av exceeding 0.25, and it is even more preferable to use CNTs with 3σ / Av exceeding 0.50. If CNTs having 3σ / Av of more than 0.20 and less than 0.60 are used, the dispersibility of the CNTs is increased, and the conductivity and mechanical properties of the carbon layer are sufficiently enhanced even when the amount of CNTs is small. be able to. Therefore, it is possible to obtain a carbon layer having excellent conductivity, mechanical properties, and transparency by reducing the amount of CNTs necessary for obtaining a carbon layer having desired conductivity and mechanical properties.
“Average diameter of carbon nanotube (Av)” and “standard deviation of diameter of carbon nanotube (σ: sample standard deviation)” are respectively 100 carbon nanotubes randomly selected using a transmission electron microscope. It can be determined by measuring the diameter (outer diameter). The average diameter (Av) and standard deviation (σ) of CNTs may be adjusted by changing the CNT manufacturing method and manufacturing conditions, or by combining multiple types of CNTs obtained by different manufacturing methods. May be.

そして、本発明において、CNTとしては、前述のようにして測定した直径を横軸に、その頻度を縦軸に取ってプロットし、ガウシアンで近似した際に、正規分布を取るものが通常使用される。   In the present invention, as the CNT, the diameter measured as described above is plotted on the horizontal axis and the frequency is plotted on the vertical axis. The

更に、CNTは、ラマン分光法を用いて評価した際に、Radial Breathing Mode(RBM)のピークを有することが好ましい。なお、三層以上の多層カーボンナノチューブのラマンスペクトルには、RBMが存在しない。   Furthermore, the CNT preferably has a peak of Radial Breathing Mode (RBM) when evaluated using Raman spectroscopy. Note that there is no RBM in the Raman spectrum of multi-walled carbon nanotubes of three or more layers.

また、CNTは、ラマンスペクトルにおけるDバンドピーク強度に対するGバンドピーク強度の比(G/D比)が、通常、1以上100以下、好ましくは50以下、より好ましくは20以下である。G/D比が1以上100以下であれば、CNTの配合量が少量であっても、カーボン層の導電性および機械的特性を十分に高めることができる。従って、所望の導電性および機械的特性を有するカーボン層を得るために必要なCNTの配合量を低減して、導電性、機械的特性および透明性に優れるカーボン層を得ることができる。   In addition, the ratio of the G band peak intensity to the D band peak intensity in the Raman spectrum (G / D ratio) of CNT is usually 1 or more and 100 or less, preferably 50 or less, more preferably 20 or less. When the G / D ratio is 1 or more and 100 or less, the conductivity and mechanical properties of the carbon layer can be sufficiently improved even if the amount of CNT is small. Therefore, it is possible to obtain a carbon layer having excellent conductivity, mechanical properties, and transparency by reducing the amount of CNTs necessary for obtaining a carbon layer having desired conductivity and mechanical properties.

更に、CNTの平均直径(Av)は、0.5nm以上であることが好ましく、1nm以上であることが更に好ましく、15nm以下であることが好ましく、10nm以下であることが更に好ましい。CNTの平均直径(Av)が0.5nm以上であれば、CNTの凝集を抑制してカーボン層中でのCNTの分散性を高め、導電性および機械的特性に優れるカーボン層を得ることができる。また、CNTの平均直径(Av)が15nm以下であれば、導電性および機械的特性に優れるカーボン層を得ることができる。   Furthermore, the average diameter (Av) of CNTs is preferably 0.5 nm or more, more preferably 1 nm or more, preferably 15 nm or less, and more preferably 10 nm or less. If the average diameter (Av) of CNT is 0.5 nm or more, it is possible to obtain a carbon layer excellent in conductivity and mechanical properties by suppressing the aggregation of CNT and improving the dispersibility of CNT in the carbon layer. . Moreover, if the average diameter (Av) of CNT is 15 nm or less, the carbon layer which is excellent in electroconductivity and mechanical characteristics can be obtained.

また、CNTは、平均長さが0.1μm以上であることが好ましく、1.0μm以上であることが更に好ましく、また、10mm以下であることが好ましい。CNTの平均長さが0.1μm以上であれば、CNTの配合量が少量であっても、カーボン層の導電性および機械的特性を十分に高めることができると共に、CNT同士が絡み合って良好な網目構造を形成するので、カーボン層の形状を良好な膜形状とすることができる。また、CNTの平均長さが10mm以下であれば、CNTの過度の凝集を抑制してカーボン層中でのCNTの分散性を高め、導電性および機械的特性に優れるカーボン層を得ることができる。   The average length of the CNT is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1.0 μm or more, and preferably 10 mm or less. If the average length of CNTs is 0.1 μm or more, even if the amount of CNTs is small, the conductivity and mechanical properties of the carbon layer can be sufficiently enhanced, and the CNTs are intertwined and are good Since the network structure is formed, the shape of the carbon layer can be made a good film shape. Further, if the average length of CNTs is 10 mm or less, excessive aggregation of CNTs can be suppressed to increase the dispersibility of CNTs in the carbon layer, and a carbon layer having excellent conductivity and mechanical properties can be obtained. .

また、CNTの窒素吸着によるBET比表面積は、600m/g以上であることが好ましく、2600m/g以下であることが好ましい。更に、CNTの水蒸気吸着によるBET比表面積は、0.01m/g以上であることが好ましく、30m/g以下であることが好ましい。
ここで、窒素吸着によるBET比表面積は、CNTの全表面を対象とした比表面積に相当するのに対し、水蒸気吸着によるBET比表面積は、CNTの親水性表面部分を対象とした比表面積に相当する。従って、窒素吸着によるBET比表面積と水蒸気吸着によるBET比表面積が上記範囲となる割合の場合、CNTの表面に親水性表面部分が適度に存在し、CNTの分散性が優れたものとなる。また、窒素吸着によるBET比表面積が600m/g以上であれば、カーボン層の導電性および機械的特性を十分に向上させることができる。更に、窒素吸着によるBET比表面積が2600m/g以下であれば、CNTの凝集を抑制してカーボン層中でのCNTの分散性を高め、導電性および機械的特性に優れるカーボン層を得ることができる。
Further, the BET specific surface area by nitrogen adsorption of CNTs is preferably 600 m 2 / g or more, and preferably 2600 m 2 / g or less. Further, the BET specific surface area by water vapor adsorption of CNTs is preferably 0.01 m 2 / g or more, and preferably 30 m 2 / g or less.
Here, the BET specific surface area by nitrogen adsorption corresponds to the specific surface area for the entire surface of CNT, whereas the BET specific surface area by water vapor adsorption corresponds to the specific surface area for the hydrophilic surface portion of CNT. To do. Therefore, when the BET specific surface area by nitrogen adsorption and the BET specific surface area by water vapor adsorption are within the above ranges, a hydrophilic surface portion is appropriately present on the surface of the CNT, and the dispersibility of the CNT is excellent. Moreover, if the BET specific surface area by nitrogen adsorption is 600 m < 2 > / g or more, the electroconductivity and mechanical characteristic of a carbon layer can fully be improved. Furthermore, if the BET specific surface area by nitrogen adsorption is 2600 m 2 / g or less, agglomeration of CNTs is suppressed and the dispersibility of CNTs in the carbon layer is enhanced, and a carbon layer having excellent conductivity and mechanical properties is obtained. Can do.

更に、CNTの質量密度は、0.002g/cm以上0.2g/cm以下であることが好ましい。質量密度が0.2g/cm以下であれば、CNT同士の結びつきが弱くなるので、CNTを均質に分散させ、導電性および機械的特性に優れるカーボン層を得ることができる。また、質量密度が0.002g/cm以上であれば、CNTの一体性を向上させ、バラけることを抑制できるため取り扱いが容易になる。 Furthermore, it is preferable that the mass density of CNT is 0.002 g / cm 3 or more and 0.2 g / cm 3 or less. If the mass density is 0.2 g / cm 3 or less, the CNTs become weakly bonded, so that the CNTs can be uniformly dispersed to obtain a carbon layer having excellent conductivity and mechanical properties. In addition, if the mass density is 0.002 g / cm 3 or more, the integrity of the CNTs can be improved and the variation can be suppressed, so that handling becomes easy.

また、CNTは、複数の微小孔を有することが好ましい。CNTは、中でも、孔径が2nmよりも小さいマイクロ孔を有するのが好ましく、その存在量としては、マイクロ孔容積で、好ましくは0.40mL/g以上、より好ましくは0.43mL/g以上、更に好ましくは0.45mL/g以上であり、上限としては、通常、0.65mL/g程度である。CNTが上記のようなマイクロ孔を有することで、CNTの凝集が抑制され、カーボン層中でのCNTの分散性が高まり、導電性および機械的特性に優れるカーボン層を効率的に得ることができる。なお、マイクロ孔容積は、例えば、CNTの調製方法および調製条件を適宜変更することで調整することができる。
ここで、「マイクロ孔容積(Vp)」は、CNTの液体窒素温度(77K)での窒素吸脱着等温線を測定し、相対圧P/P0=0.19における窒素吸着量をVとして、式(I):Vp=(V/22414)×(M/ρ)より、算出することができる。なお、Pは吸着平衡時の測定圧力、P0は測定時の液体窒素の飽和蒸気圧であり、式(I)中、Mは吸着質(窒素)の分子量28.010、ρは吸着質(窒素)の77Kにおける密度0.808g/cmである。マイクロ孔容積は、例えば、「BELSORP(登録商標)−mini」〔日本ベル(株)製〕を使用して容易に求めることができる。
Further, the CNT preferably has a plurality of micropores. Among them, the CNT preferably has micropores having a pore size smaller than 2 nm, and the abundance thereof is preferably a micropore volume, preferably 0.40 mL / g or more, more preferably 0.43 mL / g or more, Preferably, it is 0.45 mL / g or more, and the upper limit is usually about 0.65 mL / g. Since the CNTs have the above micropores, the aggregation of the CNTs is suppressed, the dispersibility of the CNTs in the carbon layer is increased, and a carbon layer having excellent conductivity and mechanical properties can be efficiently obtained. . The micropore volume can be adjusted, for example, by appropriately changing the CNT preparation method and preparation conditions.
Here, the “micropore volume (Vp)” is an equation in which the nitrogen adsorption / desorption isotherm at the liquid nitrogen temperature (77 K) of CNT is measured and the nitrogen adsorption amount at relative pressure P / P0 = 0.19 is V. (I): Vp = (V / 22414) × (M / ρ). Here, P is a measurement pressure at the time of adsorption equilibrium, P0 is a saturated vapor pressure of liquid nitrogen at the time of measurement, and in formula (I), M is an adsorbate (nitrogen) molecular weight of 28.010, and ρ is an adsorbate (nitrogen). ) At 77K with a density of 0.808 g / cm 3 . The micropore volume can be easily determined using, for example, “BELSORP (registered trademark) -mini” (manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).

なお、上述した性状を有するCNTは、例えば、表面にCNT製造用触媒層を有する基材(以下、「CNT製造用基材」ということがある。)上に、原料化合物およびキャリアガスを供給して、化学的気相成長法(CVD法)によりCNTを合成する際に、系内に微量の酸化剤(触媒賦活物質)を存在させることで、CNT製造用触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法(スーパーグロース法;国際公開第2006/011655号参照)において、基材表面への触媒層の形成をウェットプロセスにより行い、アセチレンを主成分とする原料ガス(例えば、アセチレンを50体積%以上含むガス)を用いることにより、効率的に製造することができる。なお、以下では、スーパーグロース法により得られるカーボンナノチューブを「SGCNT」と称することがある。   The CNT having the above-described properties is obtained by supplying a raw material compound and a carrier gas onto a base material having a catalyst layer for CNT production on the surface (hereinafter, also referred to as “CNT production base material”), for example. When synthesizing CNTs by chemical vapor deposition (CVD), the catalytic activity of the catalyst layer for CNT production is dramatically increased by the presence of a small amount of oxidizing agent (catalyst activation material) in the system. In a method of improving (super growth method; see International Publication No. 2006/011655), a catalyst layer is formed on the surface of a substrate by a wet process, and a source gas containing acetylene as a main component (for example, 50 volumes of acetylene) %), It can be produced efficiently. Hereinafter, the carbon nanotube obtained by the super growth method may be referred to as “SGCNT”.

[分散剤1]
分散剤1としては、カーボン1を分散させうるものであれば特に限定されるものではなく、界面活性剤、合成高分子および天然高分子などが挙げられる。
[Dispersant 1]
The dispersant 1 is not particularly limited as long as it can disperse the carbon 1, and examples thereof include surfactants, synthetic polymers, and natural polymers.

ここで、界面活性剤としては、任意の、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤を用いることができる。具体的には、界面活性剤としては、例えば、ドデシルスルホン酸ナトリウム、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
また、合成高分子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリスチレンスルホン酸、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合樹脂、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ系樹脂、フェノキシ樹脂、変性フェノキシ系樹脂、フェノキシエーテル樹脂、フェノキシエステル樹脂、フッ素系樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸などが挙げられる。
天然高分子としては、例えば、多糖類であるデンプン、プルラン、デキストラン、デキストリン、グアーガム、キサンタンガム、アミロース、アミロペクチン、アルギン酸、アラビアガム、カラギーナン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、カードラン、キチン、キトサン、セルロース、並びに、その塩または誘導体が挙げられる。誘導体とはエステルやエーテルなどの従来公知の化合物を意味する。
Here, as the surfactant, any anionic surfactant, cationic surfactant, or nonionic surfactant can be used. Specific examples of the surfactant include sodium dodecyl sulfonate, sodium deoxycholate, sodium cholate, sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium dodecyl diphenyl oxide disulfonate, and the like.
Synthetic polymers include, for example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl pyrrolidone, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polystyrene sulfonic acid, synthetic polymers containing sulfonic acid group-containing monomer units and carboxy group-containing monomer units. Molecule, ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl alcohol-vinyl acetate copolymer resin, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, acrylic resin, epoxy resin, modified epoxy resin, phenoxy resin, modified phenoxy resin Phenoxy ether resin, phenoxy ester resin, fluorine resin, melamine resin, alkyd resin, phenol resin, polyacrylamide, polyacrylic acid and the like.
Examples of natural polymers include polysaccharides such as starch, pullulan, dextran, dextrin, guar gum, xanthan gum, amylose, amylopectin, alginic acid, gum arabic, carrageenan, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, curdlan, chitin, chitosan, cellulose, And salts or derivatives thereof. The derivative means a conventionally known compound such as ester or ether.

上述した中でも、分散剤1としては、カーボン同士やカーボン層とカーボン層が形成される基材とを結着する結着材としても機能し得ることから、合成高分子および天然高分子が好適である。それらの中でも、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリスチレンスルホン酸、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子がより好適であり、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子が特に好適である。
なお、分散剤1は、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
Among the above, the dispersant 1 is preferably a synthetic polymer or a natural polymer because it can function as a binder for binding carbons or a carbon layer to a substrate on which the carbon layer is formed. is there. Among them, polyvinyl pyrrolidone, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polystyrene sulfonic acid, and a synthetic polymer containing a sulfonic acid group-containing monomer unit and a carboxy group-containing monomer unit are more preferable. A synthetic polymer containing a monomer unit and a carboxy group-containing monomer unit is particularly suitable.
In addition, the dispersing agent 1 can be used individually or in combination of 2 or more types, respectively.

以下、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子について説明する。なお、本発明において「単量体単位を含む」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の構造単位が含まれている」ことを意味する。   Hereinafter, a synthetic polymer containing a sulfonic acid group-containing monomer unit and a carboxy group-containing monomer unit will be described. In the present invention, “comprising a monomer unit” means “a monomer-derived structural unit is contained in a polymer obtained using the monomer”.

ここで、スルホン酸基含有単量体単位を形成し得るスルホン酸基含有単量体は、スルホン酸基と、炭素−炭素不飽和結合などの他の単量体と共重合可能な基とを有するものであれば特に限定されないが、例えば、スチレンスルホン酸などの芳香族スルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、アクリルアミド−t−ブチル−スルホン酸、アクリルアミド−N−ブタンスルホン酸などを挙げることができる。なお、ここでスルホン酸基含有単量体は、そのスルホン酸基中、水素原子が無機イオンあるいは有機イオンで置換され、無機塩あるいは有機塩の形態となっていてもよい。すなわち、スルホン酸基含有単量体は、スルホン酸塩の形態となっていてもよい。
無機塩としては、アルカリ金属塩(リチウム、ナトリウム、カリウムなど)などを挙げることができ、有機塩としては、アルキルアミン塩(メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリ−t−ブチルアミンなど)、アリールアミン(フェニルアミン、ベンジルアミンなど)などを挙げることができる。
Here, the sulfonic acid group-containing monomer capable of forming a sulfonic acid group-containing monomer unit includes a sulfonic acid group and a group copolymerizable with another monomer such as a carbon-carbon unsaturated bond. Although it will not specifically limit if it has, For example, aromatic sulfonic acids, such as styrenesulfonic acid, vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, acrylamide-t-butyl-sulfonic acid, acrylamide-N-butanesulfonic acid etc. are mentioned. Can do. Here, in the sulfonic acid group-containing monomer, a hydrogen atom in the sulfonic acid group may be substituted with an inorganic ion or an organic ion to form an inorganic salt or an organic salt. That is, the sulfonic acid group-containing monomer may be in the form of a sulfonate.
Examples of inorganic salts include alkali metal salts (lithium, sodium, potassium, etc.), and examples of organic salts include alkylamine salts (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, dimethylamine, diethylamine, trimethylamine, trimethylamine). Propylamine, tributylamine, tri-t-butylamine and the like) and arylamine (phenylamine, benzylamine and the like).

そしてこれらの中でも、スルホン酸基含有単量体としては、スチレンスルホン酸などの芳香族スルホン酸、ビニルスルホン酸、アクリルアミド−t−ブチル-スルホン酸、およびそれらのアルカリ金属塩(ナトリウム、カリウム)が好ましく、スチレンスルホン酸のアルカリ金属塩(ナトリウム、カリウム)がより好ましい。   Among these, sulfonic acid group-containing monomers include aromatic sulfonic acids such as styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, acrylamide-t-butyl-sulfonic acid, and alkali metal salts (sodium, potassium) thereof. Preferably, alkali metal salts (sodium and potassium) of styrene sulfonic acid are more preferable.

なお、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子中、スルホン酸基含有単量体単位が全単量体単位に占める割合は、通常、10モル%以上、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上、特に好ましくは40モル%以上であり、通常、90モル%以下、好ましくは80モル%以下、より好ましくは70モル%以下、特に好ましくは60モル%以下である。   In the synthetic polymer containing the sulfonic acid group-containing monomer unit and the carboxy group-containing monomer unit, the ratio of the sulfonic acid group-containing monomer unit to the total monomer units is usually 10 mol%. Or more, preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, particularly preferably 40 mol% or more, and usually 90 mol% or less, preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, particularly Preferably it is 60 mol% or less.

また、カルボキシ基含有単量体単位を形成し得るカルボキシ基含有単量体は、カルボキシ基と、炭素−炭素不飽和結合などの他の単量体と共重合可能な基とを有するものであれば特に限定されないが、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのエチレン性不飽和脂肪族カルボン酸や4−ビニル安息香酸などを挙げることができる。なお、ここでカルボキシ基含有単量体は、そのカルボキシ基中、水素原子が無機イオンあるいは有機イオンで置換され、無機塩あるいは有機塩の形態となっていてもよい。すなわち、カルボキシ基含有単量体は、カルボン酸塩の形態となっていてもよい。
ここで、無機塩、有機塩としては、上述したスルホン酸基含有単量体と同様のものが挙げられる。
The carboxy group-containing monomer capable of forming a carboxy group-containing monomer unit is one having a carboxy group and a group copolymerizable with another monomer such as a carbon-carbon unsaturated bond. Examples thereof include, but are not limited to, ethylenically unsaturated aliphatic carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid, 4-vinylbenzoic acid, and the like. Here, in the carboxy group-containing monomer, a hydrogen atom in the carboxy group may be substituted with an inorganic ion or an organic ion to form an inorganic salt or an organic salt. That is, the carboxy group-containing monomer may be in the form of a carboxylate.
Here, as an inorganic salt and an organic salt, the thing similar to the sulfonic acid group containing monomer mentioned above is mentioned.

そしてこれらの中でも、エチレン性不飽和脂肪族カルボン酸およびその塩が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸およびそれらの塩がより好ましく、マレイン酸およびそのアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩)が特に好ましい。   Among these, ethylenically unsaturated aliphatic carboxylic acids and salts thereof are preferable, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and salts thereof are more preferable, and maleic acid and alkali metal salts thereof (sodium) Salt, potassium salt) is particularly preferred.

なお、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子中、カルボキシ基含有単量体単位が全単量体単位に占める割合は、通常、10モル%以上、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上、特に好ましくは40モル%以上であり、通常、90モル%以下、好ましくは80モル%以下、より好ましくは70モル%以下、特に好ましくは60モル%以下である。   In the synthetic polymer containing the sulfonic acid group-containing monomer unit and the carboxy group-containing monomer unit, the ratio of the carboxy group-containing monomer unit to the total monomer units is usually 10 mol% or more. , Preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, particularly preferably 40 mol% or more, usually 90 mol% or less, preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, particularly preferably Is 60 mol% or less.

また、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子は、上述したスルホン酸基含有単量体単位、カルボキシ基含有単量体単位以外にも任意の繰り返し単位を含んでいてもよい。このような任意の繰り返し単位を形成し得るその他の単量体としては、アクリル酸エステル(アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ベンジルなど)、メタクリル酸エステル(メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ベンジルなど)、イタコン酸エステル(イタコン酸メチル、イタコン酸エチル、イタコン酸プロピル、イタコン酸ブチル、イタコン酸ベンジルなど)、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、イタコン酸アミド、N,N-ジメチルアクリルアミドなどを挙げることができる。   In addition, the synthetic polymer including the sulfonic acid group-containing monomer unit and the carboxy group-containing monomer unit may be arbitrarily repeated in addition to the above-described sulfonic acid group-containing monomer unit and carboxy group-containing monomer unit. Units may be included. Other monomers that can form such optional repeating units include acrylic acid esters (methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, benzyl acrylate, etc.), methacrylic acid esters (methacrylic acid). Methyl acetate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, benzyl methacrylate, etc.), itaconic acid ester (such as methyl itaconate, ethyl itaconate, propyl itaconate, butyl itaconate, benzyl itaconate), styrene, acrylonitrile Methacrylonitrile, acrylic acid amide, methacrylic acid amide, itaconic acid amide, N, N-dimethylacrylamide and the like.

なお、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子中、任意の繰り返し単位の含有割合は、好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下、更により好ましくは10モル%、特に好ましくは5モル%以下である。   In the synthetic polymer containing a sulfonic acid group-containing monomer unit and a carboxy group-containing monomer unit, the content of any repeating unit is preferably 30 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, Still more preferably, it is 10 mol%, Especially preferably, it is 5 mol% or less.

そして、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子は、例えば、上述した単量体を含む単量体組成物を反応溶媒中で重合することにより製造される。
ここで、単量体組成物中の各単量体の含有割合は、通常、所望の合成高分子における対応する単量体単位(繰り返し単位)の含有割合と同様にする。
反応溶媒、重合方法、重合開始剤などは、公知のものを適宜選択して用いることができる。
A synthetic polymer containing a sulfonic acid group-containing monomer unit and a carboxy group-containing monomer unit is produced, for example, by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer in a reaction solvent. Is done.
Here, the content ratio of each monomer in the monomer composition is usually the same as the content ratio of the corresponding monomer unit (repeating unit) in the desired synthetic polymer.
Known solvents, polymerization methods, polymerization initiators, and the like can be appropriately selected and used.

なお、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子の数平均分子量は、特に限定されないが、好ましくは100万以上2500万以下であり、より好ましくは200万以上1500万以下であり、更に好ましくは300万以上1000万以下である。ここで、数平均分子量は、水を溶離液として使用したゲルパーミエーションクロマトグラフィー法を用い、標準ポリエチレングリコールによる校正曲線と対比させることにより算出される。   The number average molecular weight of the synthetic polymer including the sulfonic acid group-containing monomer unit and the carboxy group-containing monomer unit is not particularly limited, but is preferably 1 million to 25 million, more preferably 200. It is 10 to 15 million, more preferably 3 to 10 million. Here, the number average molecular weight is calculated by using a gel permeation chromatography method using water as an eluent and comparing it with a calibration curve using standard polyethylene glycol.

スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子の具体的な例を以下に記載するが、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子は、これらに限定されるものではない。なお、以下の例示において「モル比」は、合成高分子中における各単量体単位のモル比を示す。
・スチレンスルホン酸ナトリウム/アクリル酸ナトリウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度2万、数平均分子量300万2300)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/メタクリル酸ナトリウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度3万、数平均分子量472万8500)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/メタクリル酸カリウムの共重合体(モル比=2/1、平均重合度5万、数平均分子量871万0400)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/イタコン酸ジナトリウムの共重合体(モル比=3/1、平均重合度5万、数平均分子量990万7800)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/マレイン酸ジナトリウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度2万、数平均分子量366万2300)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/マレイン酸ジナトリウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度5万、数平均分子量915万5700)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/マレイン酸ジナトリウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度9万、数平均分子量1648万0300)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/マレイン酸ジナトリウムの共重合体(モル比=3/1、平均重合度2万、数平均分子量389万3000)
・スチレンスルホン酸アンモニウム/マレイン酸ジアンモニウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度3万、数平均分子量526万6700)
・スチレンスルホン酸/マレイン酸の共重合体(モル比=1/1、平均重合度2万、数平均分子量322万2000)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/フマル酸ジナトリウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度2万、数平均分子量366万3300)
・ビニルスルホン酸ナトリウム/アクリル酸ナトリウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度5万、数平均分子量224万1400)
・アリルスルホン酸ナトリウム/アクリル酸ナトリウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度2万、数平均分子量238万1600)
・アクリルアミド−N−ブタンスルホン酸ナトリウム/アクリル酸ナトリウムの共重合体(モル比=1/1、平均重合度8万、数平均分子量1205万1600)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/マレイン酸ジナトリウム/アクリル酸アミドの共重合体(モル比=2/2/1、平均重合度3万、数平均分子量557万7300)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/マレイン酸ジナトリウム/マレイン酸モノメチルナトリウムの共重合体(モル比=2/2/1、平均重合度1.5万、数平均分子量297万7600)
・スチレンスルホン酸ナトリウム/マレイン酸ジナトリウム/アクリル酸ナトリウムの共重合体(モル比=3/2/1、平均重合度2.5万、数平均分子量497万7300)
Specific examples of the synthetic polymer containing a sulfonic acid group-containing monomer unit and a carboxy group-containing monomer unit are described below, but the sulfonic acid group-containing monomer unit and the carboxy group-containing monomer unit are described below. However, the synthetic polymer containing is not limited to these. In the following examples, “molar ratio” indicates the molar ratio of each monomer unit in the synthetic polymer.
-Copolymer of sodium styrene sulfonate / sodium acrylate (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 20,000, number average molecular weight 3 million 2300)
-Copolymer of sodium styrenesulfonate / sodium methacrylate (molar ratio = 1/1, average polymerization degree 30,000, number average molecular weight 47288500)
-Copolymer of sodium styrene sulfonate / potassium methacrylate (molar ratio = 2/1, average degree of polymerization 50,000, number average molecular weight 871,0400)
-Copolymer of sodium styrenesulfonate / disodium itaconate (molar ratio = 3/1, average polymerization degree 50,000, number average molecular weight 9,907,800)
-Copolymer of sodium styrenesulfonate / disodium maleate (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 20,000, number average molecular weight 366.2300)
-Copolymer of sodium styrenesulfonate / disodium maleate (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 50,000, number average molecular weight 91,55,700)
-Copolymer of sodium styrenesulfonate / disodium maleate (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 90,000, number average molecular weight 1,648,800,300)
-Copolymer of sodium styrenesulfonate / disodium maleate (molar ratio = 3/1, average degree of polymerization 20,000, number average molecular weight 3893,000)
-Copolymer of ammonium styrenesulfonate / diammonium maleate (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 30,000, number average molecular weight 5,266,700)
Copolymer of styrene sulfonic acid / maleic acid (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 20,000, number average molecular weight 322,000)
-Copolymer of sodium styrenesulfonate / disodium fumarate (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 20,000, number average molecular weight 36663300)
-Copolymer of sodium vinyl sulfonate / sodium acrylate (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 50,000, number average molecular weight 22.241400)
・ Copolymer of sodium allyl sulfonate / sodium acrylate (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 20,000, number average molecular weight 23,811,600)
Copolymer of acrylamide-sodium N-butanesulfonate / sodium acrylate (molar ratio = 1/1, average degree of polymerization 80,000, number average molecular weight 12051,600)
-Copolymer of sodium styrenesulfonate / disodium maleate / acrylic acid amide (molar ratio = 2/2/1, average polymerization degree 30,000, number average molecular weight 5577300)
Copolymer of sodium styrenesulfonate / disodium maleate / monomethyl sodium maleate (molar ratio = 2/2/1, average degree of polymerization 15,000, number average molecular weight 2977600)
Copolymer of sodium styrenesulfonate / disodium maleate / sodium acrylate (molar ratio = 3/2/1, average polymerization degree 25,000, number average molecular weight 4977300)

スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子を使用することで、カーボンを良好に分散させることができると共に、基材と第一カーボン層とを良好に接着させることができる。さらに、通常、分散剤はカーボン層中で抵抗となることが多く、カーボン層および導電性積層体の導電性を低下させ得る。しかし、スルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子は、カーボンを極めて良好に分散させるため、実質的に抵抗要因として影響することがなく、優れた導電性を有するカーボン層および導電性積層体を得ることができる。   By using a synthetic polymer containing a sulfonic acid group-containing monomer unit and a carboxy group-containing monomer unit, carbon can be dispersed well, and the substrate and the first carbon layer can be favorably dispersed. Can be glued. Furthermore, normally, the dispersant often becomes a resistance in the carbon layer, and can reduce the conductivity of the carbon layer and the conductive laminate. However, a synthetic polymer containing a sulfonic acid group-containing monomer unit and a carboxy group-containing monomer unit disperses carbon very well, so that it has substantially no influence as a resistance factor and has excellent conductivity. Carbon layer and conductive laminate can be obtained.

[任意の添加剤]
第一カーボン層に配合する任意の添加剤としては、製造する導電膜の用途に応じて、充填材、安定化剤、着色剤、電荷調整剤、滑剤、金属ナノ粒子などの既知の添加剤を用いることができる。
[Optional additives]
As optional additives to be blended in the first carbon layer, known additives such as fillers, stabilizers, colorants, charge control agents, lubricants, metal nanoparticles are used depending on the use of the conductive film to be produced. Can be used.

[第一カーボン層の形成]
第一カーボン層は、上記各成分を溶媒1と混合してカーボン分散液1を得て、それを基材上に塗布し、乾燥させて形成する。
[Formation of the first carbon layer]
The first carbon layer is formed by mixing each of the above components with the solvent 1 to obtain the carbon dispersion 1, applying it on a substrate, and drying it.

溶媒1としては、特に限定されることなく、例えば、水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、アミルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系極性有機溶媒、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、パラジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類などが挙げられる。これらは1種類のみを単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。   Examples of the solvent 1 include, but are not limited to, water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, Alcohols such as amyl alcohol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, ethers such as diethyl ether, dioxane and tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N -Amide polar organic solvents such as methylpyrrolidone, and aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene, and paradichlorobenzene. These may be used alone or in combination of two or more.

カーボン分散液1は、上述したカーボン1、分散剤1、溶媒1、および任意のその他の添加剤を既知の混合分散機(例えば、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、超音波装置、アトライター、デゾルバー、ペイントシェーカー等)を用いて混合することにより、製造することができる。   The carbon dispersion 1 is a known mixing and dispersing machine (for example, a ball mill, a bead mill, a sand mill, a roll mill, a homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer). And an ultrasonic device, an attritor, a dissolver, a paint shaker, etc.).

カーボン分散液1を塗布する基材としては、特に限定されることなく、製造する導電性積層体の用途に応じて既知の基材を用いることができる。例えば、樹脂基材、ガラス基材などを挙げることができる。樹脂基材としては、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)などのポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、アラミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ乳酸、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、脂環式アクリル樹脂、シクロオレフィン樹脂、トリアセチルセルロースなどよりなる基材を挙げることができる。ガラス基材としては、通常のソーダガラスよりなる基材を挙げることができる。   The substrate on which the carbon dispersion liquid 1 is applied is not particularly limited, and a known substrate can be used depending on the use of the conductive laminate to be produced. For example, a resin base material, a glass base material, etc. can be mentioned. Resin base materials include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyphenylene sulfide, aramid, polypropylene, polyethylene, polylactic acid, polyvinyl chloride, polycarbonate, polymethyl methacrylate, and alicyclic. The base material which consists of an acrylic resin, a cycloolefin resin, a triacetyl cellulose etc. can be mentioned. Examples of the glass substrate include a substrate made of ordinary soda glass.

そして、カーボン分散液1を基材上に塗布する方法としては、公知の塗布方法を採用できる。具体的には、塗布方法としては、ディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、ロールナイフコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、グラビアオフセット法等を用いることができる。   And as a method of apply | coating the carbon dispersion liquid 1 on a base material, a well-known coating method is employable. Specifically, the coating method includes dipping method, roll coating method, gravure coating method, knife coating method, air knife coating method, roll knife coating method, die coating method, screen printing method, spray coating method, gravure offset method, etc. Can be used.

更に、塗布したカーボン分散液1を乾燥する方法としては、公知の乾燥方法を採用できる。乾燥方法としては、熱風乾燥法、真空乾燥法、熱ロール乾燥法、赤外線照射法等が挙げられる。乾燥温度は、特に限定されないが、通常、室温〜200℃、乾燥時間は、特に限定されないが、通常、0.1〜150分である。   Furthermore, as a method for drying the applied carbon dispersion 1, a known drying method can be employed. Examples of the drying method include a hot air drying method, a vacuum drying method, a hot roll drying method, and an infrared irradiation method. The drying temperature is not particularly limited, but is usually room temperature to 200 ° C., and the drying time is not particularly limited, but is usually 0.1 to 150 minutes.

<工程(2)>
工程(2)では、カーボン2、分散剤2および溶媒2を含有するカーボン分散液2を工程(1)で得られた第一カーボン層上に塗布し、塗布したカーボン分散液2を乾燥させて、導電性積層体を構成する第二カーボン層を形成する。なお、第二カーボン層は、第一カーボン層上に直接形成してもよいし、本発明の効果を奏する範囲内で任意の追加層を介して第一カーボン層上に形成してもよい。また、カーボン分散液2は、任意にその他の添加剤を更に含有していてもよい。
<Step (2)>
In the step (2), a carbon dispersion 2 containing carbon 2, a dispersant 2 and a solvent 2 is applied on the first carbon layer obtained in the step (1), and the applied carbon dispersion 2 is dried. Then, the second carbon layer constituting the conductive laminate is formed. The second carbon layer may be formed directly on the first carbon layer, or may be formed on the first carbon layer via any additional layer within the range where the effects of the present invention are exhibited. The carbon dispersion 2 may optionally further contain other additives.

[カーボン2]
第二カーボン層のカーボン2としては、特に限定されることなく、第一カーボン層のカーボン1と同様の導電性カーボンを用いることができる。中でも、カーボン2としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノファイバー、CNTを用いることが好ましい。特にCNTは、導電性および機械的特性に加え、触媒活性にも優れており、CNTを使用すれば、導電性と、触媒活性などの所望の活性と、耐屈曲性とを向上させることができるので、好ましい。
[Carbon 2]
The carbon 2 of the second carbon layer is not particularly limited, and conductive carbon similar to the carbon 1 of the first carbon layer can be used. Among them, as the carbon 2, it is preferable to use ketjen black, acetylene black, carbon nanofiber, and CNT. In particular, CNT has excellent catalytic activity in addition to conductivity and mechanical properties, and if CNT is used, conductivity, desired activity such as catalytic activity, and flex resistance can be improved. Therefore, it is preferable.

なお、カーボン2として使用するCNTも、第一カーボン層のカーボン1として用い得るCNTの好適な性状と同様の性状を有していることが好ましい。上述した性状を有するCNTは、導電性および機械的特性に加え、触媒活性にも優れているため、上述したCNTを使用すれば、導電性と、触媒活性などの所望の活性と、耐屈曲性とを更に向上させることができる。   In addition, it is preferable that CNT used as carbon 2 has the same property as the suitable property of CNT that can be used as carbon 1 of the first carbon layer. Since the CNTs having the properties described above are excellent in catalytic activity in addition to conductivity and mechanical properties, if the CNTs described above are used, conductivity, desired activity such as catalytic activity, and flex resistance are obtained. And can be further improved.

[分散剤2]
分散剤2としては、カーボン2を分散させうるものであれば特に限定されるものではなく、第一カーボン層に関して上述したものと同様のものが挙げられる。後述するように本発明の導電性積層体の製造においては、分散剤2は第二カーボン層から洗浄および/または分解により除去されるため、分散剤2としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどの、洗浄および/または分解により容易に除去可能なものが好ましい。
[Dispersant 2]
The dispersant 2 is not particularly limited as long as the carbon 2 can be dispersed, and examples thereof include the same as those described above with respect to the first carbon layer. As will be described later, in the production of the conductive laminate of the present invention, since the dispersant 2 is removed from the second carbon layer by washing and / or decomposition, examples of the dispersant 2 include sodium dodecylbenzenesulfonate and dodecyldiphenyl. Those that can be easily removed by washing and / or decomposition, such as sodium oxide disulfonate, carboxymethylcellulose, and hydroxyethylcellulose, are preferred.

[任意の添加剤]
第二カーボン層に配合する任意の添加剤としては、第一カーボン層と同様の添加剤を用いることができる。
[Optional additives]
As an arbitrary additive compounded in the second carbon layer, the same additive as that of the first carbon layer can be used.

[第二カーボン層の形成]
第二カーボン層は、上記各成分を溶媒2と混合してカーボン分散液2を得て、それを工程(1)で得られた第一カーボン層上に塗布し、乾燥させて形成する。
ここで、溶媒2としては前記溶媒1と同様のものが挙げられる。
なお、第二カーボン層の形成は、第一カーボン層の場合に準じ、カーボン分散液2を得た後、これを前記第一カーボン層上に塗布し、乾燥させることにより行なうことができる。
[Formation of second carbon layer]
The second carbon layer is formed by mixing each of the above components with the solvent 2 to obtain the carbon dispersion 2, applying it on the first carbon layer obtained in the step (1), and drying it.
Here, examples of the solvent 2 include the same as the solvent 1.
In addition, formation of a 2nd carbon layer can be performed by apply | coating this on the said 1st carbon layer, and drying after obtaining the carbon dispersion liquid 2 according to the case of a 1st carbon layer.

そして、本発明の導電性積層体の製造方法においては、工程(2)の後、以下の工程(3)および工程(4)の少なくとも一方を行う。なお、より効率的に第2カーボン層から分散剤2を除去する観点からは、工程(3)および工程(4)の双方を行うのが好ましい。   And in the manufacturing method of the electroconductive laminated body of this invention, after a process (2), at least one of the following processes (3) and processes (4) is performed. In addition, it is preferable to perform both the step (3) and the step (4) from the viewpoint of more efficiently removing the dispersant 2 from the second carbon layer.

<工程(3)>
工程(3)では、少なくとも、工程(2)で得られた第二カーボン層を溶媒3で洗浄し、少なくとも、前記分散剤2の一部を前記第二カーボン層から除去する。なお、本工程では、第一カーボン層が同時に洗浄され、当該第一カーボン層に含まれている分散剤1の一部が除去されてもよい。
前記洗浄は、例えば、工程(1)と工程(2)により得られた、第一カーボン層と、当該第一カーボン層上に形成された第二カーボン層とからなる積層体に対して行えばよい。洗浄では、当該積層体と、分散剤2を溶解可能な溶媒3とを接触させ、第二カーボン層中の分散剤2を溶媒3中に溶出させることにより、第二カーボン層中の分散剤2の一部を第二カーボン層から除去する。この際、第一カーボン層から分散剤1の一部が除去されてもよい。
<Step (3)>
In the step (3), at least the second carbon layer obtained in the step (2) is washed with the solvent 3, and at least a part of the dispersant 2 is removed from the second carbon layer. In this step, the first carbon layer may be washed at the same time, and a part of the dispersant 1 contained in the first carbon layer may be removed.
If the said washing | cleaning is performed with respect to the laminated body which consists of the 1st carbon layer obtained by the process (1) and the process (2) and the 2nd carbon layer formed on the said 1st carbon layer, for example. Good. In the cleaning, the laminate and the solvent 3 capable of dissolving the dispersant 2 are brought into contact with each other, and the dispersant 2 in the second carbon layer is eluted in the solvent 3 to thereby disperse the dispersant 2 in the second carbon layer. Is removed from the second carbon layer. At this time, a part of the dispersant 1 may be removed from the first carbon layer.

なお、分散剤2を溶解可能な溶媒3としては、特に限定されることなく、カーボン分散液2の溶媒2と同じものを使用することができる。中でも、取り扱いの容易性などの観点からは、溶媒3としては、水、アルコール類、アセトンやメチルイソブチルケトンなどのケトン類、N−メチルピロリドンなどのアミド系極性有機溶媒などが好ましい。   In addition, as the solvent 3 which can melt | dissolve the dispersing agent 2, the same thing as the solvent 2 of the carbon dispersion liquid 2 can be used, without being specifically limited. Among these, from the viewpoint of easy handling, the solvent 3 is preferably water, alcohols, ketones such as acetone and methyl isobutyl ketone, amide polar organic solvents such as N-methylpyrrolidone, and the like.

そして、上述した溶媒3を用いた積層体の洗浄は、例えば、積層体の溶媒3中への浸漬、または、溶媒3の積層体への塗布により行なうことができる。なお、積層体の洗浄は複数回に分けて行なってもよい。また、洗浄後の積層体は、既知の方法を用いて乾燥させることができる。
なお、溶媒3中への浸漬により分散剤2の除去を行なう場合には、浸漬時間は、30秒間以上とするのが好ましく、1分間以上とするのがより好ましく、30分間以上とするのが更に好ましく、1時間以上とするのが特に好ましい。また、6時間以下とするのが好ましく、3時間以下とするのがより好ましい。浸漬時間を30秒間以上とすれば、十分に分散剤2を除去することができるからである。また、浸漬時間を6時間以下とすれば、分散剤2を十分に除去することができると共に、過度の洗浄により第一または第二カーボン層からカーボンが脱落したり、基材から積層体が剥離したりするのを防止することができるからである。
And washing | cleaning of the laminated body using the solvent 3 mentioned above can be performed by the immersion to the solvent 3 of a laminated body, or the application | coating to the laminated body of the solvent 3, for example. In addition, you may perform a washing | cleaning of a laminated body in multiple times. Moreover, the laminated body after washing | cleaning can be dried using a known method.
In addition, when removing the dispersing agent 2 by immersion in the solvent 3, the immersion time is preferably 30 seconds or longer, more preferably 1 minute or longer, and 30 minutes or longer. More preferred is 1 hour or longer. Moreover, it is preferable to set it as 6 hours or less, and it is more preferable to set it as 3 hours or less. This is because the dispersant 2 can be sufficiently removed if the immersion time is 30 seconds or longer. Further, if the immersion time is 6 hours or less, the dispersant 2 can be sufficiently removed, and the carbon is dropped from the first or second carbon layer by excessive washing, or the laminate is peeled off from the substrate. This is because it can be prevented.

<工程(4)>
工程(4)では、少なくとも、工程(2)で得られた第二カーボン層に対し、プラズマ処理、UV処理およびオゾン処理からなる群より選択される少なくとも1つの処理(以下、「分解処理」と称することがある。)を行って、少なくとも、前記第二カーボン層中に含まれている分散剤2の一部を分解する。本工程では、第一カーボン層に対しても同時に分解処理が行われ、当該第一カーボン層に含まれている分散剤1の一部が分解されてもよい。
なお、工程(3)および工程(4)の双方を行う場合、工程(3)での洗浄を経た第二カーボン層に対し、工程(4)で分解処理を行うのが好ましい。即ち、工程(3)および工程(4)の双方を行う場合、工程(3)での洗浄の後に第二カーボン層中に残存している分散剤2を工程(4)で分解することが好ましい。
<Process (4)>
In step (4), at least one treatment selected from the group consisting of plasma treatment, UV treatment and ozone treatment (hereinafter referred to as “decomposition treatment”) is performed on at least the second carbon layer obtained in step (2). And at least a part of the dispersant 2 contained in the second carbon layer is decomposed. In this step, the first carbon layer may be simultaneously decomposed, and a part of the dispersant 1 contained in the first carbon layer may be decomposed.
In addition, when performing both a process (3) and a process (4), it is preferable to perform a decomposition process at a process (4) with respect to the 2nd carbon layer which passed through the washing | cleaning at a process (3). That is, when performing both step (3) and step (4), it is preferable to decompose in step (4) the dispersant 2 remaining in the second carbon layer after washing in step (3). .

前記分解処理は、例えば、第一カーボン層と、当該第一カーボン層上に形成された第二カーボン層とからなる積層体に対して行えばよい。積層体の分解処理では、積層体に対し、プラズマ処理、UV処理およびオゾン処理からなる群より選択される少なくとも1つの処理を行うことにより、少なくとも、第二カーボン層中に含まれている分散剤2の一部を分解する。この際、第一カーボン層中の分散剤1の一部が分解されてもよい。なお、分解処理の際に生じる分解物は、任意に、分解処理を行った後に洗浄などの手法を用いて除去してもよい。   What is necessary is just to perform the said decomposition process with respect to the laminated body which consists of a 1st carbon layer and the 2nd carbon layer formed on the said 1st carbon layer, for example. In the decomposition treatment of the laminate, at least one dispersant selected from the group consisting of plasma treatment, UV treatment, and ozone treatment is performed on the laminate, so that at least the dispersant contained in the second carbon layer. Disassemble part of 2. At this time, a part of the dispersant 1 in the first carbon layer may be decomposed. In addition, you may remove the decomposition product produced in the case of a decomposition process using methods, such as washing | cleaning, after performing a decomposition process arbitrarily.

[プラズマ処理]
ここで、積層体のプラズマ処理では、積層体をプラズマに曝すことにより、第二カーボン層中に存在している分散剤2を分解する。具体的には、積層体のプラズマ処理は、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素、二酸化窒素、酸素、空気等を含む容器内に積層体を配置し、グロー放電により生ずるプラズマに積層体(特に、第二カーボン層)を曝すことにより行なうことができる。なお、プラズマ発生の放電形式としては、(1)直流放電および低周波放電、(2)ラジオ波放電、(3)マイクロ波放電などを用いることができる。
プラズマ処理の条件は、特に限定されるものではないが、処理強度は、プラズマ照射面の単位面積当たりのエネルギー出力が0.05〜2.0W/cmであることが好ましく、ガス圧力は、5〜150Paが好ましい。処理時間は、適時選択すればよいが、通常、1〜300分間、好ましくは10〜180分間、より好ましくは15〜60分間である。
[Plasma treatment]
Here, in the plasma treatment of the laminate, the dispersant 2 present in the second carbon layer is decomposed by exposing the laminate to plasma. Specifically, the plasma treatment of the laminate is performed by placing the laminate in a vessel containing argon, neon, helium, nitrogen, nitrogen dioxide, oxygen, air, etc. This can be done by exposing the two-carbon layer). In addition, (1) DC discharge and low frequency discharge, (2) radio wave discharge, (3) microwave discharge, etc. can be used as a discharge form of plasma generation.
The conditions for the plasma treatment are not particularly limited, but the treatment intensity is preferably such that the energy output per unit area of the plasma irradiation surface is 0.05 to 2.0 W / cm 2 , and the gas pressure is 5-150 Pa is preferable. The treatment time may be selected as appropriate, but is usually 1 to 300 minutes, preferably 10 to 180 minutes, more preferably 15 to 60 minutes.

[UV処理]
積層体のUV処理では、積層体に紫外線(UV)を照射することにより、第二カーボン層中に存在している分散剤2を分解する。具体的には、積層体のUV処理では、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、カーボンアークランプ、紫外線レーザー発生装置等の紫外線光源から放射された紫外線を空気中で積層体(特に、第二カーボン層)に照射する。なお、紫外線の照射前に紫外線吸収剤で積層体の第二カーボン層の表面を処理してもよい。
ここで、積層体に照射する紫外線の波長は適宜選択できるが、紫外線の波長は、300nm以上が好ましく、500nm以下が好ましく、360nm以下がより好ましい。
また、紫外線照射は、第二カーボン層中に存在している分散剤2の量および目的とする分散剤2の除去率を考慮して照射時間と紫外線の強度を適宜設定することにより行われる。なお、紫外線の照射時間は、通常、30秒間から6時間、より好ましくは1分間から2時間、さらに好ましくは1時間以下である。
[UV treatment]
In the UV treatment of the laminate, the dispersant 2 present in the second carbon layer is decomposed by irradiating the laminate with ultraviolet rays (UV). Specifically, in the UV treatment of the laminate, ultraviolet rays emitted from an ultraviolet light source such as a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a carbon arc lamp, or an ultraviolet laser generator are laminated in the air. Irradiate the body (especially the second carbon layer). In addition, you may process the surface of the 2nd carbon layer of a laminated body with a ultraviolet absorber before irradiation of an ultraviolet-ray.
Here, although the wavelength of the ultraviolet rays with which the laminate is irradiated can be appropriately selected, the wavelength of the ultraviolet rays is preferably 300 nm or more, preferably 500 nm or less, and more preferably 360 nm or less.
In addition, the ultraviolet irradiation is performed by appropriately setting the irradiation time and the intensity of the ultraviolet ray in consideration of the amount of the dispersant 2 present in the second carbon layer and the removal rate of the target dispersant 2. The irradiation time of ultraviolet rays is usually 30 seconds to 6 hours, more preferably 1 minute to 2 hours, and further preferably 1 hour or less.

[オゾン処理]
積層体のオゾン処理では、積層体とオゾン分子とを接触させることにより、第二カーボン層中に存在している分散剤2を分解する。具体的には、積層体のオゾン処理は、積層体(特に、第二カーボン層)をオゾンに曝露することによって行われる。曝露方法は、オゾンが存在する雰囲気に積層体を所定時間保持する方法、積層体の第二カーボン層にオゾン気流を所定時間接触させる方法など、適宜の方法で行うことができる。
ここで、積層体に接触させるオゾンは、空気、酸素ガス、または酸素添加空気等の酸素含有気体をオゾン発生装置に供給することによって発生させることができる。得られたオゾン含有気体を、積層体を保持してある容器、処理槽等に導入して、オゾン処理を行う。オゾン含有気体中のオゾン濃度、曝露時間、曝露温度などの諸条件は、第二カーボン層中に存在している分散剤2の量および目的とする分散剤2の除去率を考慮して適宜定めることができる。具体的には、オゾン処理は、例えば、酸素または空気の気流を使用し、濃度1〜200mg/Lのオゾン含有気体を発生させ、流量20〜2000mL/分、温度0〜80℃で、1分間〜24時間行うことができる。
[Ozone treatment]
In the ozone treatment of the laminate, the dispersant 2 present in the second carbon layer is decomposed by bringing the laminate and ozone molecules into contact with each other. Specifically, the ozone treatment of the laminated body is performed by exposing the laminated body (particularly, the second carbon layer) to ozone. The exposure method can be performed by an appropriate method such as a method of holding the laminate in an atmosphere in which ozone is present for a predetermined time, or a method of bringing an ozone air current into contact with the second carbon layer of the laminate for a predetermined time.
Here, the ozone to be brought into contact with the laminate can be generated by supplying an oxygen-containing gas such as air, oxygen gas, or oxygen-added air to the ozone generator. The obtained ozone-containing gas is introduced into a container, a treatment tank or the like that holds the laminated body, and ozone treatment is performed. Various conditions such as the ozone concentration in the ozone-containing gas, the exposure time, and the exposure temperature are appropriately determined in consideration of the amount of the dispersant 2 present in the second carbon layer and the removal rate of the target dispersant 2. be able to. Specifically, the ozone treatment uses, for example, an oxygen or air stream to generate an ozone-containing gas having a concentration of 1 to 200 mg / L, a flow rate of 20 to 2000 mL / min, and a temperature of 0 to 80 ° C. for 1 minute. Can be performed for ~ 24 hours.

なお、処理の容易性の観点からは、分解処理としては、少なくともUV処理を用いることが好ましい。   From the viewpoint of ease of processing, it is preferable to use at least UV processing as the decomposition processing.

ここで、上述した洗浄および/または分解処理を行った場合、特に第二カーボン層中の分散剤2の量が減少し、第二カーボン層のカーボン2の含有割合が向上するが、カーボン2としてSGCNT等の長さが長いCNTを使用した場合、当該CNTは互いに絡まり合って網目構造を形成しているので、分散剤2が除去されても、層形状を良好に維持することができる。   Here, when the above-described cleaning and / or decomposition treatment is performed, the amount of the dispersant 2 in the second carbon layer is decreased, and the content ratio of the carbon 2 in the second carbon layer is improved. When CNTs having a long length, such as SGCNT, are used, the CNTs are entangled with each other to form a network structure. Therefore, even if the dispersant 2 is removed, the layer shape can be maintained well.

なお、上述した洗浄および/または分解処理を用いて導電性積層体を形成する場合には、分散剤1としてスルホン酸基含有単量体単位とカルボキシ基含有単量体単位とを含む合成高分子を使用し、分散剤2としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロースからなる群より選択される少なくとも一つを使用することが好ましい。このような分散剤を組み合わせて用いれば、第一カーボン層に含まれる分散剤1により基材と積層体とを良好に接着させつつ、洗浄および/または分解処理により第二カーボン層に含まれる分散剤2を良好に除去することができるからである。
なお、洗浄および分解処理は、基材上に形成した積層体に対して実施してもよいし、基材から剥離した積層体に対して実施してもよい。
In addition, when forming an electroconductive laminated body using the washing | cleaning and / or decomposition | disassembly process mentioned above, the synthetic polymer which contains a sulfonic acid group containing monomer unit and a carboxy group containing monomer unit as the dispersing agent 1 It is preferable to use at least one selected from the group consisting of sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecyldiphenyloxide disulfonate, carboxymethylcellulose and hydroxyethylcellulose as dispersant 2. If such a dispersant is used in combination, the dispersion contained in the second carbon layer by washing and / or decomposition treatment while adhering the substrate and the laminate satisfactorily with the dispersant 1 contained in the first carbon layer. This is because the agent 2 can be removed satisfactorily.
In addition, a washing | cleaning and a decomposition process may be implemented with respect to the laminated body formed on the base material, and may be implemented with respect to the laminated body peeled from the base material.

(導電性積層体)
以上により、本発明の導電性積層体が得られる。上述した洗浄および/または分解処理を行うことで、特に、第二カーボン層に含まれる分散剤2の含有割合が減り、一方、第二カーボン層に含まれるカーボン2の含有割合が増加する。その結果、質量基準で、第二カーボン層中のカーボン2の含有割合が、第一カーボン層中のカーボン1の含有割合よりも大きくなる。また、第二カーボン層の表面に存在する分散剤2が除去されて、より多くのカーボン2が第二カーボン層の表面に露出することになる。従って、本発明の導電性積層体では、特に、第二カーボン層の触媒活性が向上する。
(Conductive laminate)
As described above, the conductive laminate of the present invention is obtained. By performing the above-described cleaning and / or decomposition treatment, in particular, the content ratio of the dispersant 2 contained in the second carbon layer is reduced, while the content ratio of the carbon 2 contained in the second carbon layer is increased. As a result, the content ratio of carbon 2 in the second carbon layer is greater than the content ratio of carbon 1 in the first carbon layer on a mass basis. Further, the dispersant 2 present on the surface of the second carbon layer is removed, and more carbon 2 is exposed on the surface of the second carbon layer. Therefore, in the conductive laminate of the present invention, the catalytic activity of the second carbon layer is particularly improved.

<導電性積層体の性状>
そして、本発明の導電性積層体は、表面抵抗率が0.01Ω/□以上500Ω/□以下であることが好ましい。表面抵抗率が500Ω/□以下であれば、十分に高い導電性が得られる。また、表面抵抗率が0.01Ω/□以上であれば、カーボンを多量に配合する必要がなく、透明性の低下を抑制することができる。なお、表面抵抗率は、カーボンの配合量や種類などを変更することにより調整することができる。
<Properties of conductive laminate>
The conductive laminate of the present invention preferably has a surface resistivity of 0.01Ω / □ or more and 500Ω / □ or less. If the surface resistivity is 500Ω / □ or less, sufficiently high conductivity can be obtained. Moreover, if surface resistivity is 0.01 ohm / square or more, it is not necessary to mix | blend carbon abundantly and the fall of transparency can be suppressed. The surface resistivity can be adjusted by changing the amount and type of carbon.

(色素増感型太陽電池)
図1に示すように、本発明に係る色素増感型太陽電池100は、光電極10と、電解質層20と、対向電極30とを有しており、電解質層20は、光電極10と対向電極30との間に位置している。そして、光電極10は、支持体10aと、支持体10a上に設けられた導電層10bと、半導体微粒子よりなる多孔質半導体微粒子層10cと、多孔質半導体微粒子層10cの半導体微粒子の表面に吸着した増感色素よりなる増感色素層10dとを備えており、多孔質半導体微粒子層10cおよび増感色素層10dは導電層10b上に形成されている。また、対向電極30は、支持体30aと、支持体30a上に設けられた導電層30bと、導電層30b上に設けられた触媒層30cとを備えている。更に、光電極10の導電層10bと、対向電極30の導電層30bとは外部の回路40を介して接続されている。
(Dye-sensitized solar cell)
As shown in FIG. 1, the dye-sensitized solar cell 100 according to the present invention includes a photoelectrode 10, an electrolyte layer 20, and a counter electrode 30, and the electrolyte layer 20 is opposed to the photoelectrode 10. It is located between the electrodes 30. The photoelectrode 10 is adsorbed on the surface of the semiconductor fine particles of the support 10a, the conductive layer 10b provided on the support 10a, the porous semiconductor fine particle layer 10c made of semiconductor fine particles, and the porous semiconductor fine particle layer 10c. A sensitizing dye layer 10d made of the sensitizing dye, and the porous semiconductor fine particle layer 10c and the sensitizing dye layer 10d are formed on the conductive layer 10b. The counter electrode 30 includes a support 30a, a conductive layer 30b provided on the support 30a, and a catalyst layer 30c provided on the conductive layer 30b. Furthermore, the conductive layer 10 b of the photoelectrode 10 and the conductive layer 30 b of the counter electrode 30 are connected via an external circuit 40.

ここで、本発明に係る色素増感型太陽電池100は、対向電極30として下記の本発明に係る色素増感型太陽電池用対向電極を使用することを大きな特徴の一つとする。そして、色素増感型太陽電池100は、導電性および触媒活性に優れる色素増感型太陽電池用対向電極を使用しているので、光電変換効率に優れている。   Here, the dye-sensitized solar cell 100 according to the present invention is characterized by using the following counter electrode for a dye-sensitized solar cell according to the present invention as the counter electrode 30. And since the dye-sensitized solar cell 100 is using the counter electrode for dye-sensitized solar cells which is excellent in electroconductivity and catalytic activity, it is excellent in photoelectric conversion efficiency.

<色素増感型太陽電池用対向電極>
本発明に係る対向電極30は、導電層30bおよび触媒層30cとして上述した導電性積層体を用いる以外は、従来公知のものを使用して形成することができる。
<Counter electrode for dye-sensitized solar cell>
The counter electrode 30 according to the present invention can be formed using a conventionally known one except that the conductive laminate described above is used as the conductive layer 30b and the catalyst layer 30c.

従って、対向電極30の支持体30aとしては、透明樹脂基材やガラス基材を用いることができ、特に透明樹脂基材を用いることが好ましい。透明樹脂基材の形成に用いる透明樹脂としては、シクロオレフィンポリマー(COP)、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)、シンジオタクチックポリスチレン(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)、ポリスルホン(PSF)、ポリエステルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、透明ポリイミド(PI)等の合成樹脂が挙げられる。   Therefore, a transparent resin substrate or a glass substrate can be used as the support 30a of the counter electrode 30, and it is particularly preferable to use a transparent resin substrate. The transparent resin used for forming the transparent resin substrate includes cycloolefin polymer (COP), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndiotactic polystyrene (SPS), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC ), Polyarylate (PAr), polysulfone (PSF), polyestersulfone (PES), polyetherimide (PEI), transparent polyimide (PI) and the like.

そして、本発明に係る対向電極30では、上述した導電性積層体の第一カーボン層を導電層30bとして使用し、導電性積層体の第二カーボン層を触媒層30cとして使用することを大きな特徴の一つとする。即ち、本発明に係る対向電極30は、支持体30a上に、第一カーボン層が支持体30a側となるように導電性積層体を形成することにより、調製される。
なお、このような導電性積層体を用いた対向電極30は、第二カーボン層が優れた触媒活性を発揮すると共に、導電性積層体が優れた導電性を発揮するので、触媒活性および導電性に優れている。
In the counter electrode 30 according to the present invention, the first carbon layer of the conductive laminate described above is used as the conductive layer 30b, and the second carbon layer of the conductive laminate is used as the catalyst layer 30c. One of them. That is, the counter electrode 30 according to the present invention is prepared by forming a conductive laminate on the support 30a so that the first carbon layer is on the support 30a side.
In the counter electrode 30 using such a conductive laminate, since the second carbon layer exhibits excellent catalytic activity and the conductive laminate exhibits excellent conductivity, the catalytic activity and conductivity are improved. Is excellent.

<色素増感型太陽電池用光電極>
色素増感型太陽電池用光電極10としては、従来公知のものを使用することができる。
<Photoelectrode for dye-sensitized solar cell>
As the dye-sensitized solar cell photoelectrode 10, a conventionally known one can be used.

具体的には、光電極10の支持体10aとしては、対向電極30の支持体30aと同様のものを用いることができる。   Specifically, as the support 10 a of the photoelectrode 10, the same support as the support 30 a of the counter electrode 30 can be used.

導電層10bとしては、特に限定されることなく、インジウムスズ酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)等の酸化物よりなる導電膜、PEDOT〔ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)〕/PSS(ポリスチレンスルホン酸)などの、ポリチオフェン類やポリアニリン類などの導電性高分子よりなる導電膜、天然黒鉛、活性炭、人造黒鉛、グラフェン、カーボンナノチューブ(CNT)などの導電性カーボンを含有する導電膜を用いることができる。   The conductive layer 10b is not particularly limited, and is a conductive film made of an oxide such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), PEDOT [poly (3,4-ethylenedioxythiophene) ] / Conductive carbon such as polythiophene and polyaniline, such as polythiophene and polyaniline, conductive graphite such as natural graphite, activated carbon, artificial graphite, graphene, carbon nanotube (CNT) A conductive film can be used.

また、光電極10の多孔質半導体微粒子層10cは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物の粒子(半導体微粒子)を用いて形成することができる。なお、多孔質半導体微粒子層10cは、プレス法、水熱分解法、泳動電着法、バインダーフリーコーティング法等により、形成することができる。   The porous semiconductor fine particle layer 10c of the photoelectrode 10 can be formed using, for example, metal oxide particles (semiconductor fine particles) such as titanium oxide, zinc oxide, and tin oxide. The porous semiconductor fine particle layer 10c can be formed by a press method, a hydrothermal decomposition method, an electrophoretic electrodeposition method, a binder-free coating method, or the like.

さらに、多孔質半導体微粒子層10cの半導体微粒子の表面に吸着して増感色素層10dを形成する増感色素としては、シアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、キサンテン色素、スクワリリウム色素、ポリメチン色素、クマリン色素、リボフラビン色素、ペリレン色素等の有機色素;鉄、銅、ルテニウム等の金属のフタロシアニン錯体やポルフィリン錯体等の金属錯体色素;等が挙げられる。
なお、増感色素層10dは、例えば、増感色素の溶液中に多孔質半導体微粒子層10cを浸漬する方法や、増感色素の溶液を多孔質半導体微粒子層10c上に塗布する方法等により、形成することができる。
Further, as the sensitizing dye that is adsorbed on the surface of the semiconductor fine particles of the porous semiconductor fine particle layer 10c to form the sensitizing dye layer 10d, cyanine dyes, merocyanine dyes, oxonol dyes, xanthene dyes, squarylium dyes, polymethine dyes, coumarins. Examples thereof include organic dyes such as dyes, riboflavin dyes, and perylene dyes; metal complex dyes such as phthalocyanine complexes and porphyrin complexes of metals such as iron, copper, and ruthenium.
The sensitizing dye layer 10d is formed by, for example, a method of immersing the porous semiconductor fine particle layer 10c in a sensitizing dye solution or a method of applying a sensitizing dye solution on the porous semiconductor fine particle layer 10c. Can be formed.

<電解質層>
電解質層20は、通常、支持電解質、酸化還元対(酸化還元反応において可逆的に酸化体および還元体の形で相互に変換しうる一対の化学種)、溶媒等を含有している。
<Electrolyte layer>
The electrolyte layer 20 usually contains a supporting electrolyte, a redox couple (a pair of chemical species that can be reversibly converted into an oxidized form and a reduced form in a redox reaction), a solvent, and the like.

ここで、支持電解質としては、リチウムイオン、イミダゾリウムイオン、4級アンモニウムイオン等の陽イオンを含む塩が挙げられる。
また、酸化還元対としては、酸化された増感色素を還元し得るものであれば、よく、塩素化合物−塩素、ヨウ素化合物−ヨウ素、臭素化合物−臭素、タリウムイオン(III)−タリウムイオン(I)、ルテニウムイオン(III)−ルテニウムイオン(II)、銅イオン(II)−銅イオン(I)、鉄イオン(III)−鉄イオン(II)、コバルトイオン(III)−コバルトイオン(II)、バナジウムイオン(III)−バナジウムイオン(II)、マンガン酸イオン−過マンガン酸イオン、フェリシアン化物−フェロシアン化物、キノン−ヒドロキノン、フマル酸−コハク酸等が挙げられる。
さらに、溶媒としては、太陽電池の電解質層の形成用溶媒であるアセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、エチルメチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド、炭酸プロピレン等が挙げられる。
Here, examples of the supporting electrolyte include salts containing cations such as lithium ions, imidazolium ions, and quaternary ammonium ions.
As the redox pair, any compound capable of reducing the oxidized sensitizing dye may be used. Chlorine compound-chlorine, iodine compound-iodine, bromine compound-bromine, thallium ion (III) -thallium ion (I ), Ruthenium ion (III) -ruthenium ion (II), copper ion (II) -copper ion (I), iron ion (III) -iron ion (II), cobalt ion (III) -cobalt ion (II), Examples include vanadium ion (III) -vanadium ion (II), manganate ion-permanganate ion, ferricyanide-ferrocyanide, quinone-hydroquinone, fumaric acid-succinic acid, and the like.
Furthermore, examples of the solvent include acetonitrile, methoxyacetonitrile, methoxypropionitrile, N, N-dimethylformamide, ethylmethylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, propylene carbonate, and the like, which are solvents for forming an electrolyte layer of a solar cell. .

なお、電解質層20は、その構成成分を含有する溶液(電解液)を光電極10上に塗布したり、光電極10と対向電極30とを有するセルを作製し、その隙間に電解液を注入したりすることで形成することができる。   The electrolyte layer 20 is prepared by applying a solution (electrolyte) containing the constituent components onto the photoelectrode 10 or manufacturing a cell having the photoelectrode 10 and the counter electrode 30 and injecting the electrolyte into the gap. It can be formed by doing.

(太陽電池モジュール)
本発明に係る太陽電池モジュールは、前述した色素増感型太陽電池が直列および/または並列に接続されてなるものである。
ここで、本発明の太陽電池モジュールは、例えば、本発明に係る色素増感型太陽電池を平面状または曲面上に配列し、各電池間に非導電性の隔壁を設けるとともに、各電池の光電極や対向電極を導電性の部材を用いて電気的に接続することで得ることができる。
そして、本発明に係る太陽電池モジュールは、本発明に係る色素増感型太陽電池を用いているので、光電変換効率に優れている。
なお、太陽電池モジュールの形成に使用する色素増感型太陽電池の数は特に限定されず、目的の電圧に応じて適宜決定することができる。
(Solar cell module)
The solar cell module according to the present invention is obtained by connecting the above-described dye-sensitized solar cells in series and / or in parallel.
Here, in the solar cell module of the present invention, for example, the dye-sensitized solar cells according to the present invention are arranged on a flat surface or a curved surface, a non-conductive partition wall is provided between the cells, and the light of each battery is provided. It can be obtained by electrically connecting the electrode and the counter electrode using a conductive member.
And since the solar cell module which concerns on this invention uses the dye-sensitized solar cell which concerns on this invention, it is excellent in photoelectric conversion efficiency.
In addition, the number of the dye-sensitized solar cells used for forming the solar cell module is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the target voltage.

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、実施例および比較例において作製した対向電極層フィルムの表面抵抗率および耐屈曲性、並びに、色素増感型太陽電池素子の変換効率は、以下の方法を使用して評価した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
In addition, the surface resistivity and bending resistance of the counter electrode layer films produced in Examples and Comparative Examples, and the conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell element were evaluated using the following methods.

<表面抵抗率>
作製した対向電極層フィルムについて、JIS K7194に準拠し、抵抗率計(三菱化学アナリテック社製、製品名「ロレスタ(登録商標)GP」)を用いて四端子四探針法にて表面抵抗率を測定した。
<耐屈曲性>
作製した対向電極層フィルムを50mm×150mmにカットしてサンプルを得た。そして、このサンプルの両短辺に沿って幅10mm長さ50mmの範囲で銀ペースト(太陽インキ製造(株)製、ECM−100 AF4820)を塗布し、温度90℃で30分間乾燥させて、端子電極を形成した。このサンプルの第二カーボン層(触媒層)側の中央部に直径5mmの金属円柱を固定し、この円柱に沿って、円柱の抱き角0°(サンプルが平面の状態)から、円柱の抱き角が180°(円柱を中心にしてサンプルを折り返した状態)となる範囲で、20回折り曲げ動作を行った。この折り曲げ前の端子電極間の抵抗値をR0、折り曲げ後の端子電極間の抵抗値をRとしたときに、R/R0で表される抵抗値変化率を耐屈曲性の指標とした。なお、端子電極間の抵抗値はデジタルマルチメーター(カイセ社製、KT−2011)で測定した。そして、以下の基準で判断した。
R/R0≦10:○(耐屈曲性が良好)
R/R0>10:×(耐屈曲性が悪い)
<変換効率>
光源として、150Wキセノンランプ光源にAM1.5Gフィルタを装着した擬似太陽光照射装置(PEC−L11型、ペクセル・テクノロジーズ社製)を用いた。光量は、1sun(AM1.5G、100mW/cm(JIS C8912のクラスA))に調整した。作製した色素増感型太陽電池素子をソースメータ(2400型ソースメータ、Keithley社製)に接続し、以下の電流電圧特性の測定を行なった。
1sunの光照射下、バイアス電圧を0Vから0.8Vまで0.01V単位で変化させながら出力電流を測定した。出力電流の測定は、各電圧ステップにおいて、電圧を変化させた後、0.05秒後から0.15秒後までの値を積算することで行った。バイアス電圧を、逆方向に0.8Vから0Vまで変化させる測定も行い、順方向と逆方向の測定の平均値を光電流とした。
なお、測定に際しては、色素増感型太陽電池素子の有効面積を規定するため、直径5.5mmの円形状のくり抜き部分を有する黒色遮光マスクを使用した。作製した色素増感型太陽電池素子の光電極の上にマスクを置くことにより、有効面積を0.2376cmとした。
上記の電流電圧特性の測定結果より、光電変換効率(%)を算出した。
<Surface resistivity>
About the produced counter electrode layer film, according to JIS K7194, surface resistivity is measured by a four-terminal four-probe method using a resistivity meter (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., product name “Loresta (registered trademark) GP”). Was measured.
<Flexibility>
The produced counter electrode layer film was cut into 50 mm × 150 mm to obtain a sample. Then, a silver paste (manufactured by Taiyo Ink Mfg. Co., Ltd., ECM-100 AF4820) is applied along both short sides of this sample in a range of 10 mm in width and 50 mm in length, and dried at a temperature of 90 ° C. for 30 minutes. An electrode was formed. A metal cylinder having a diameter of 5 mm is fixed to the center of the second carbon layer (catalyst layer) side of this sample, and the cylinder holding angle is measured along the cylinder from a holding angle of 0 ° (the sample is flat). Was bent 20 times within a range of 180 ° (a state where the sample was folded around a cylinder). When the resistance value between the terminal electrodes before bending is R0 and the resistance value between the terminal electrodes after bending is R, the resistance value change rate represented by R / R0 is used as an index of bending resistance. In addition, the resistance value between terminal electrodes was measured with the digital multimeter (the Kaise company make, KT-2011). And it judged on the following criteria.
R / R0 ≦ 10: ○ (good bending resistance)
R / R0> 10: × (Poor bending resistance)
<Conversion efficiency>
As a light source, a pseudo-sunlight irradiation device (PEC-L11 type, manufactured by Pexel Technologies, Inc.) in which an AM1.5G filter is attached to a 150 W xenon lamp light source was used. The amount of light was adjusted to 1 sun (AM1.5G, 100 mW / cm 2 (JIS C8912 class A)). The produced dye-sensitized solar cell element was connected to a source meter (type 2400 source meter, manufactured by Keithley), and the following current-voltage characteristics were measured.
The output current was measured while changing the bias voltage from 0 V to 0.8 V in units of 0.01 V under 1 sun light irradiation. The output current was measured by integrating the values from 0.05 seconds to 0.15 seconds after changing the voltage in each voltage step. Measurement was also performed by changing the bias voltage from 0.8 V to 0 V in the reverse direction, and the average value of the measurements in the forward direction and the reverse direction was taken as the photocurrent.
In the measurement, in order to define the effective area of the dye-sensitized solar cell element, a black shading mask having a circular cutout portion having a diameter of 5.5 mm was used. An effective area was set to 0.2376 cm 2 by placing a mask on the photoelectrode of the produced dye-sensitized solar cell element.
The photoelectric conversion efficiency (%) was calculated from the measurement result of the current-voltage characteristics.

(実施例1)
<カーボンナノチューブの合成>
国際公開第2006/011655号の記載に従って、スーパーグロース法によってSGCNTを得た。
得られたSGCNTは、窒素吸着によるBET比表面積が804m/g、水蒸気吸着によるBET比表面積が2.4m/g、質量密度が0.03g/cm、マイクロ孔容積が0.44mL/gであった。また、透過型電子顕微鏡を用い、無作為に100本のSGCNTの直径を測定した結果、平均直径(Av)が3.3nm、直径の標本標準偏差(σ)に3を乗じた値(3σ)が1.9nm、(3σ/Av)が0.58、平均長さが100μmであった。また、得られたSGCNTは、主に単層CNTにより構成されていた。
<色素増感型太陽電池用対向電極の作製>
容量30mLのサンプル瓶にカーボン2としてのSGCNTを0.005gと、分散剤2としてのカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩(CMC)を0.005gとを量りとり、イオン交換水10gを加えた後、硝酸を用いてpHを4に調整した。これをバス型超音波分散機で30分間処理することで、カーボンナノチューブ分散液2(溶液A)を得た。
また、容量30mLのガラス製容器にカーボン1としてのSGCNTを0.020gと、分散剤1としてのスチレンスルホン酸ナトリウム(50)/マレイン酸ジナトリウム(50)の共重合体(モル比=1/1、平均重合度5万、数平均分子量915万5700)を0.040gとを量りとり、イオン交換水8mLとエタノール2mLとを加えた後、1N塩酸を用いてpHを2に調整した。これを超音波ホモジナイザーで氷冷下分散処理(出力50W、120分間)し、カーボンナノチューブ分散液1(溶液B)を得た。なお、前記共重合体の各単量体名の後の括弧中に記載する数値は、該共重合体中におけるその単量体由来の単量体単位の含有割合(モル%)を示し、「モル比」は、該共重合体中における各単量体単位のモル比を示す。
次に、調製した溶液Bを、対向電極の支持体となる基材としての、表面樹脂層を有するポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡(株)社製、A4100、厚さ100μm、A4サイズ)上にバーコーターを用いて塗布した。SGCNTの塗布量は、25mg/mであった。溶液Bを塗布した基材を、温度80℃の乾燥機内で5分間乾燥させた。
続いて、溶液Aを上述のPETフィルムの溶液Bを塗布した面(溶液Bを乾燥させてなるフィルム上)にバーコーターを用いて塗布した。SGCNTの塗布量は、10mg/mであった。そして、溶液Aを塗布したフィルムを温度80℃で5分乾燥して、溶液Bを乾燥させてなるフィルム(第一カーボン層)と溶液Aを乾燥させてなるフィルム(第二カーボン層)との積層体をPETフィルム上に形成した。
その後、PETフィルム上に形成した積層体を、イオン交換水中に2時間浸漬させた後、乾燥させた。そして、積層体に対して更に低圧水銀ランプを用いたUV処理を15分間行い、第二カーボン層からCMCを実質的に除去した。そして、導電性積層体としての対向電極層フィルム(UV処理後の積層体)をPETフィルム上に積層してなる色素増感型太陽電池用対向電極を作製した。
<色素増感型太陽電池用光電極の作製>
[色素溶液の調製]
ルテニウム錯体色素(N719、ソラロニクス社製)7.2mgを20mLのメスフラスコに入れた。tert−ブタノール10mLをメスフラスコに添加し、攪拌した。その後、アセトニトリル8mLを加え、メスフラスコに栓をした後、超音波洗浄器による振動により、60分間攪拌した。溶液を常温に保ちながら、アセトニトリルを加え、全量を20mLとした。
[光電極の調製]
ITO−PENフィルムよりなる基板上に、低温成膜酸化チタンペースト(ペクセル・テクノロジーズ社製)を塗布し、塗膜を乾燥後、ホットプレートを用いて温度150℃で10分間加熱することにより多孔質酸化チタン電極を作製した。この酸化チタン電極を上記N719色素溶液(0.3mM)に浸漬した。このとき、充分な色素吸着を行うため、色素溶液は、電極一枚当たり、2mL以上を目安とした。
色素溶液を40℃に保ちながら色素を吸着させた。2時間後、シャーレから色素吸着済み酸化チタン電極を取り出し、アセトニトリル溶液にて洗浄して乾燥させ、光電極とした。
<色素増感型太陽電池素子の作製>
厚さ25μmの熱融着フィルム(SOLARONIX社製)の内側を直径9mmの円形状にくりぬき、このフィルムを対向電極上にセットした。電解液を滴下し、光電極を上から重ね合わせ、みの虫クリップで両側を挟むことで色素増感型太陽電池素子を作製した。そして、変換効率を評価した。結果を表1に示す。
Example 1
<Synthesis of carbon nanotubes>
SGCNTs were obtained by the super-growth method according to the description in WO 2006/011655.
The obtained SGCNT has a BET specific surface area of 804 m 2 / g by nitrogen adsorption, a BET specific surface area of 2.4 m 2 / g by water vapor adsorption, a mass density of 0.03 g / cm 3 , and a micropore volume of 0.44 mL / g. g. In addition, as a result of randomly measuring the diameter of 100 SGCNTs using a transmission electron microscope, the average diameter (Av) was 3.3 nm, and the sample standard deviation (σ) of the diameter was multiplied by 3 (3σ). Was 1.9 nm, (3σ / Av) was 0.58, and the average length was 100 μm. In addition, the obtained SGCNT was mainly composed of single-walled CNTs.
<Preparation of counter electrode for dye-sensitized solar cell>
In a sample bottle with a capacity of 30 mL, weigh 0.005 g of SGCNT as carbon 2 and 0.005 g of sodium salt (CMC) of carboxymethyl cellulose as dispersant 2, add 10 g of ion-exchanged water, and then add nitric acid. Was used to adjust the pH to 4. This was treated with a bath ultrasonic disperser for 30 minutes to obtain a carbon nanotube dispersion 2 (solution A).
Further, 0.020 g of SGCNT as carbon 1 and a copolymer of sodium styrenesulfonate (50) / disodium maleate (50) as dispersant 1 (molar ratio = 1 / First, 0.040 g of an average degree of polymerization of 50,000 and a number average molecular weight of 9,155,700) was weighed out, 8 mL of ion-exchanged water and 2 mL of ethanol were added, and then the pH was adjusted to 2 using 1N hydrochloric acid. This was subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic homogenizer under ice-cooling (output 50 W, 120 minutes) to obtain a carbon nanotube dispersion 1 (solution B). In addition, the numerical value described in parentheses after each monomer name of the copolymer indicates the content ratio (mol%) of the monomer unit derived from the monomer in the copolymer. "Molar ratio" indicates the molar ratio of each monomer unit in the copolymer.
Next, the prepared solution B is a polyethylene terephthalate (PET) film (Toyobo Co., Ltd., A4100, thickness 100 μm, A4 size) having a surface resin layer as a base material that serves as a support for the counter electrode. It was applied using a bar coater. The coating amount of SGCNT was 25 mg / m 2. The base material to which the solution B was applied was dried in a dryer at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes.
Subsequently, the solution A was applied to the surface of the PET film on which the solution B was applied (on the film obtained by drying the solution B) using a bar coater. The coating amount of SGCNT was 10 mg / m 2 . And the film which apply | coated the solution A is dried for 5 minutes at the temperature of 80 degreeC, the film (1st carbon layer) formed by drying the solution B, and the film (2nd carbon layer) formed by drying the solution A The laminate was formed on a PET film.
Thereafter, the laminate formed on the PET film was immersed in ion-exchanged water for 2 hours and then dried. Then, the laminated body was further subjected to UV treatment using a low-pressure mercury lamp for 15 minutes to substantially remove CMC from the second carbon layer. And the counter electrode for dye-sensitized solar cells formed by laminating | stacking the counter electrode layer film (laminated body after UV process) as a conductive laminated body on PET film was produced.
<Preparation of photoelectrode for dye-sensitized solar cell>
[Preparation of dye solution]
7.2 mg of ruthenium complex dye (N719, manufactured by Solaronics) was placed in a 20 mL volumetric flask. 10 mL of tert-butanol was added to the volumetric flask and stirred. Thereafter, 8 mL of acetonitrile was added, and the volumetric flask was stoppered, followed by stirring for 60 minutes by vibration with an ultrasonic cleaner. While keeping the solution at room temperature, acetonitrile was added to make the total volume 20 mL.
[Preparation of photoelectrode]
A low-temperature-deposited titanium oxide paste (manufactured by Pexel Technologies) is applied onto a substrate made of an ITO-PEN film, and the coating film is dried and then heated at a temperature of 150 ° C. for 10 minutes using a hot plate. A titanium oxide electrode was produced. This titanium oxide electrode was immersed in the N719 dye solution (0.3 mM). At this time, in order to perform sufficient dye adsorption, the dye solution was set to 2 mL or more per electrode.
The dye was adsorbed while keeping the dye solution at 40 ° C. Two hours later, the dye-adsorbed titanium oxide electrode was taken out of the petri dish, washed with an acetonitrile solution and dried to obtain a photoelectrode.
<Preparation of dye-sensitized solar cell element>
The inner side of a 25 μm thick heat-sealing film (manufactured by SOLARONIX) was cut into a circular shape having a diameter of 9 mm, and this film was set on the counter electrode. The electrolyte solution was dropped, the photoelectrodes were stacked from above, and both sides were sandwiched between worm clips to produce a dye-sensitized solar cell element. And conversion efficiency was evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
色素増感型太陽電池用対向電極を作製する際に、溶液Aに替えて下記の溶液Cを用いた以外は実施例1と同様にして、色素増感型太陽電池用対向電極、色素増感型太陽電池用光電極および色素増感型太陽電池素子を作製した。そして、変換効率を評価した。結果を表1に示す。
[溶液Cの調製]
容量50mLのサンプル瓶にカーボン2としてのSGCNTを0.005gと、分散剤2としてのドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸ナトリウム30%水溶液(製品名「ダウファックス(登録商標)2A1」、ダウケミカル社製)0.03gとを量りとり、イオン交換水10gを加えた。これをバス型超音波分散機で30分間処理することで、カーボンナノチューブ分散液2(溶液C)を得た。
(Example 2)
When preparing the counter electrode for dye-sensitized solar cells, the counter electrode for dye-sensitized solar cells, dye-sensitized, except that the following solution C was used instead of solution A Type solar cell photoelectrode and dye-sensitized solar cell element were produced. And conversion efficiency was evaluated. The results are shown in Table 1.
[Preparation of Solution C]
In a sample bottle with a capacity of 50 mL, 0.005 g of SGCNT as carbon 2 and a 30% aqueous solution of sodium dodecyl diphenyloxide disulfonate as a dispersant 2 (product name “Dowfax (registered trademark) 2A1”, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) 0 0.03 g was weighed and 10 g of ion-exchanged water was added. This was treated with a bath-type ultrasonic disperser for 30 minutes to obtain a carbon nanotube dispersion 2 (solution C).

(比較例1)
色素増感型太陽電池用対向電極を作製する際に、溶液Aに替えて下記の溶液Dを使用し、PETフィルム上に形成した積層体のイオン交換水への浸漬およびUV処理を実施せず、溶液Bを乾燥させてなるフィルム(第一カーボン層)と溶液Dを乾燥させてなるフィルム(第二カーボン層)との積層体よりなる対向電極層フィルムをPETフィルム上に積層して色素増感型太陽電池用対向電極とした以外は実施例1と同様にして、色素増感型太陽電池用光電極および色素増感型太陽電池素子を作製した。そして、変換効率を評価した。結果を表1に示す。
[溶液Dの調製]
分散剤2としてのカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩(CMC)の配合量を0.0115gとした以外は溶液Aと同様にしてカーボンナノチューブ分散液(溶液D)を得た。
(Comparative Example 1)
When producing a counter electrode for a dye-sensitized solar cell, the following solution D was used instead of solution A, and the laminate formed on the PET film was not immersed in ion-exchanged water and UV-treated. Then, a counter electrode layer film composed of a laminate of a film (first carbon layer) obtained by drying Solution B and a film (second carbon layer) obtained by drying Solution D is laminated on a PET film to increase the dye. A dye-sensitized solar cell photoelectrode and a dye-sensitized solar cell element were produced in the same manner as in Example 1 except that the counter electrode for the sensitive solar cell was used. And conversion efficiency was evaluated. The results are shown in Table 1.
[Preparation of Solution D]
A carbon nanotube dispersion (Solution D) was obtained in the same manner as Solution A except that the amount of sodium carboxymethylcellulose (CMC) as Dispersant 2 was 0.0115 g.

(比較例2)
以下のようにして作製した色素増感型太陽電池用対向電極を使用した以外は実施例1と同様にして、色素増感型太陽電池用光電極および色素増感型太陽電池素子を作製した。そして、変換効率を評価した。結果を表1に示す。
<色素増感型太陽電池用対向電極の作製>
インジウム−スズ酸化物(ITO)をスパッタ処理したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(ITO膜厚み200nm、シート抵抗15Ω/□)のITO面上に、バーコーターを用いて溶液Aを塗布した。SGCNTの塗布量は、10mg/mであった。そして、溶液Aを塗布したフィルムを温度100℃で5分乾燥して、溶液Aを乾燥させてなるフィルムをPETフィルムのITO膜上に形成した。
その後、PETフィルム上に形成した、ITO膜および溶液Aを乾燥させてなるフィルムよりなる積層体を、イオン交換水中に2時間浸漬させた後、乾燥させた。そして、積層体に対して更に低圧水銀ランプを用いたUV処理を15分間行い、導電性積層体としての対向電極層フィルム(UV処理後の積層体)をPETフィルム上に積層してなる色素増感型太陽電池用対向電極を作製した。
(Comparative Example 2)
A photoelectrode for dye-sensitized solar cell and a dye-sensitized solar cell element were prepared in the same manner as in Example 1 except that the counter electrode for dye-sensitized solar cell prepared as described below was used. And conversion efficiency was evaluated. The results are shown in Table 1.
<Preparation of counter electrode for dye-sensitized solar cell>
The solution A was applied onto the ITO surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (ITO film thickness 200 nm, sheet resistance 15Ω / □) sputtered with indium-tin oxide (ITO) using a bar coater. The coating amount of SGCNT was 10 mg / m 2 . And the film which apply | coated the solution A was dried for 5 minutes at the temperature of 100 degreeC, and the film formed by drying the solution A was formed on the ITO film | membrane of PET film.
Thereafter, a laminate formed by drying the ITO film and the solution A formed on the PET film was immersed in ion-exchanged water for 2 hours and then dried. Then, the laminate is further subjected to UV treatment using a low-pressure mercury lamp for 15 minutes, and a counter electrode layer film (laminated body after UV treatment) as a conductive laminate is laminated on the PET film. A counter electrode for a sensitive solar cell was produced.

Figure 0006221787
Figure 0006221787

表1より、実施例1〜2の対向電極層フィルムは、表面抵抗率が低く、且つ、耐屈曲性に優れている(即ち、導電性および機械的特性に優れている)ことが分かる。また、実施例1〜2の色素増感型太陽電池素子は、変換効率にも優れている(即ち、導電性および触媒活性に優れている)ことが分かる。   From Table 1, it can be seen that the counter electrode layer films of Examples 1 and 2 have low surface resistivity and excellent bending resistance (that is, excellent conductivity and mechanical properties). Moreover, it turns out that the dye-sensitized solar cell element of Examples 1-2 is excellent also in conversion efficiency (namely, it is excellent in electroconductivity and catalytic activity).

本発明によれば、導電性と、触媒活性などの所望の活性とに優れる導電性積層体の効率的な製造方法および該導電性積層体を提供することができる。
また、本発明によれば、導電性および触媒活性に優れる色素増感型太陽電池用対向電極を提供することができる。
更に、本発明によれば、光電変換効率に優れる色素増感型太陽電池および太陽電池モジュールを提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the efficient manufacturing method of an electroconductive laminated body excellent in electroconductivity and desired activities, such as a catalyst activity, and this electroconductive laminated body can be provided.
Moreover, according to this invention, the counter electrode for dye-sensitized solar cells which is excellent in electroconductivity and catalytic activity can be provided.
Furthermore, according to this invention, the dye-sensitized solar cell and solar cell module which are excellent in photoelectric conversion efficiency can be provided.

10 光電極
30 対向電極
20 電解質層
10a,30a 支持体
10b,30b 導電層
10c 多孔質半導体微粒子層
10d 増感色素層
30c 触媒層
40 回路
100 色素増感型太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photoelectrode 30 Counter electrode 20 Electrolyte layer 10a, 30a Support body 10b, 30b Conductive layer 10c Porous semiconductor fine particle layer 10d Sensitizing dye layer 30c Catalyst layer 40 Circuit 100 Dye-sensitized solar cell

Claims (6)

カーボン1、分散剤1および溶媒1を含有するカーボン分散液1を基材上に塗布し乾燥させて第一カーボン層を形成する工程(1)と;
カーボン2、分散剤2および溶媒2を含有するカーボン分散液2を工程(1)で得られた第一カーボン層上に塗布し乾燥させて第二カーボン層を形成する工程(2)と;
少なくとも、工程(2)で得られた第二カーボン層を溶媒3で洗浄し、少なくとも、前記分散剤2の一部を前記第二カーボン層から除去する洗浄工程(3)、および/または、
少なくとも、工程(2)で得られた第二カーボン層に対し、プラズマ処理、UV処理およびオゾン処理からなる群より選択される少なくとも1つの処理を行って、少なくとも、前記第二カーボン層中に含まれている分散剤2の一部を分解する分解工程(4)と、
を含
前記カーボン1と、前記カーボン2との少なくとも一方がカーボンナノチューブを含み、
前記カーボンナノチューブの、窒素吸着によるBET比表面積が600m /g以上2600m /g以下であり、かつ、水蒸気吸着によるBET比表面積が0.01m /g以上30m /g以下である、導電性積層体の製造方法。
A step (1) of forming a first carbon layer by applying a carbon dispersion 1 containing carbon 1, a dispersing agent 1 and a solvent 1 on a substrate and drying;
A step (2) of applying a carbon dispersion 2 containing carbon 2, a dispersant 2 and a solvent 2 on the first carbon layer obtained in step (1) and drying to form a second carbon layer;
At least the second carbon layer obtained in the step (2) is washed with the solvent 3, and at least a part of the dispersant 2 is removed from the second carbon layer, and / or
At least one treatment selected from the group consisting of plasma treatment, UV treatment and ozone treatment is performed on at least the second carbon layer obtained in step (2), and at least contained in the second carbon layer A decomposition step (4) for decomposing a part of the dispersant 2 that has been removed;
Only including,
At least one of the carbon 1 and the carbon 2 includes a carbon nanotube,
The carbon nanotube has a BET specific surface area of 600 m 2 / g or more and 2600 m 2 / g or less by nitrogen adsorption , and a BET specific surface area of 0.01 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less by water vapor adsorption. For producing a conductive laminate.
前記カーボンナノチューブの平均長さが0.1μm以上10mm以下である、請求項に記載の導電性積層体の製造方法。 The average length of the carbon nanotubes is 0.1μm or more 10mm or less, the production method of the electroconductive laminate according to claim 1. 前記導電性積層体の表面抵抗率が0.01Ω/□以上500Ω/□以下である、請求項1または2に記載の導電性積層体の製造方法 The manufacturing method of the conductive laminated body of Claim 1 or 2 whose surface resistivity of the said conductive laminated body is 0.01 ohm / square or more and 500 ohm / square or less. 請求項1〜3のいずれかに記載の導電性積層体の製造方法によって製造した導電性積層体を用いる、色素増感型太陽電池用対向電極の製造方法 It is use the electroconductive laminate produced by the method for producing a conductive laminate according to any one of claims 1 to 3, the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell for a counter electrode. 請求項に記載の色素増感型太陽電池用対向電極の製造方法によって製造した色素増感型太陽電池用対向電極用いる、色素増感型太陽電池の製造方法 Using a dye-sensitized solar cell for a counter electrode manufactured by the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell for a counter electrode according to claim 4, the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell. 請求項5に記載の色素増感型太陽電池の製造方法によって製造した色素増感型太陽電池を直列および/または並列に接続することを含む、太陽電池モジュールの製造方法 It includes connecting the dye-sensitized solar cell manufactured by the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell of claim 5 in series and / or parallel, a method for manufacturing a solar cell module.
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