JPH06188446A - 電気化学電池のためのアノ−ドの製造方法 - Google Patents
電気化学電池のためのアノ−ドの製造方法Info
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- JPH06188446A JPH06188446A JP5190447A JP19044793A JPH06188446A JP H06188446 A JPH06188446 A JP H06188446A JP 5190447 A JP5190447 A JP 5190447A JP 19044793 A JP19044793 A JP 19044793A JP H06188446 A JPH06188446 A JP H06188446A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明の目的は、必要最小限の価格で最高
の結果を得ることができる電気化学電池のためのアノ−
ドの製造方法を提供することにある。 【構成】 この発明は、電気化学電池、特に太陽電池の
ためのアノ−ドであって、多孔性の金属酸化物の層を有
する導電ガラス板上のアノ−ドの製造方法に関し、金属
酸化物の層は、ポルフィリン−フタロシニアン鋼の合金
及び他の染料によって作用されて熱処理される。上記製
造方法における高拡散金属酸化物、特に酸化アルミニウ
ム及び／或いは酸化チタニウムのペ−ストは、染料また
はアルコ−ル溶液を加えることにより製造され、乾燥し
た大気中でバインダ−として作用する。この方法によっ
て製造されたペ−ストは、薄膜としてガラス板へ塗布さ
れ、透明な導電層をコ−トする。ガラス板及びペ−スト
状の金属酸化層から成る積層物は、３００℃以下の温度
で熱処理される。
の結果を得ることができる電気化学電池のためのアノ−
ドの製造方法を提供することにある。 【構成】 この発明は、電気化学電池、特に太陽電池の
ためのアノ−ドであって、多孔性の金属酸化物の層を有
する導電ガラス板上のアノ−ドの製造方法に関し、金属
酸化物の層は、ポルフィリン−フタロシニアン鋼の合金
及び他の染料によって作用されて熱処理される。上記製
造方法における高拡散金属酸化物、特に酸化アルミニウ
ム及び／或いは酸化チタニウムのペ−ストは、染料また
はアルコ−ル溶液を加えることにより製造され、乾燥し
た大気中でバインダ−として作用する。この方法によっ
て製造されたペ−ストは、薄膜としてガラス板へ塗布さ
れ、透明な導電層をコ−トする。ガラス板及びペ−スト
状の金属酸化層から成る積層物は、３００℃以下の温度
で熱処理される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気化学電池、特に
太陽電池のためのアノ−ドであって、二酸化チタニウム
層が適用される導電ガラス板の上に設けられるアノ−ド
の製造方法に関する。この二酸化チタニウム層は、ポル
フィリンフタロシニアン鋼の合金及び／或いは他の染料
が含浸されて熱処理される。
太陽電池のためのアノ−ドであって、二酸化チタニウム
層が適用される導電ガラス板の上に設けられるアノ−ド
の製造方法に関する。この二酸化チタニウム層は、ポル
フィリンフタロシニアン鋼の合金及び／或いは他の染料
が含浸されて熱処理される。
【０００２】
【従来の技術】欧州特許０３３３６４１Ａ１は、ゾル−
ゲル方法によって光電化学電池のための多結晶性金属酸
化膜半導体を製造する方法について開示しており、この
方法によると、純粋なチタニウムから形成されたチタニ
ウム基質は、初めに塩化水素酸によって煮沸洗浄され
る。次に、高純度メタノ−ルで希釈された少量のチタニ
ウムエキシド溶液が上記チタニウム基質に与えられ、そ
して、チタニウムアルコキシドが室温で加水分解され
る。次に、加水分解された層を有する基質は、約４５０
℃で短時間加熱される。上記の製造工程は、数回反復さ
れる。この工程を１０から１５回反復した後、二酸化チ
タニウム層は、約２０μｍの層厚に達する。この二酸化
チタニウム層を有する基質は、純粋なアルゴン雰囲気の
中で約５００℃の温度で熱処理される。そして、酸化層
を有する基質を特定の染料の水溶液中に約１時間浸すこ
とによって、発色団或いは染料が塗布される。
ゲル方法によって光電化学電池のための多結晶性金属酸
化膜半導体を製造する方法について開示しており、この
方法によると、純粋なチタニウムから形成されたチタニ
ウム基質は、初めに塩化水素酸によって煮沸洗浄され
る。次に、高純度メタノ−ルで希釈された少量のチタニ
ウムエキシド溶液が上記チタニウム基質に与えられ、そ
して、チタニウムアルコキシドが室温で加水分解され
る。次に、加水分解された層を有する基質は、約４５０
℃で短時間加熱される。上記の製造工程は、数回反復さ
れる。この工程を１０から１５回反復した後、二酸化チ
タニウム層は、約２０μｍの層厚に達する。この二酸化
チタニウム層を有する基質は、純粋なアルゴン雰囲気の
中で約５００℃の温度で熱処理される。そして、酸化層
を有する基質を特定の染料の水溶液中に約１時間浸すこ
とによって、発色団或いは染料が塗布される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】公知の方法を遂行する
にあたり、所望の結果を得るためには、この方法におけ
る凝縮、濃度、温度、時間等を特定し、且つ多数のパラ
メ−タ−を正確に設定する必要がある。特に、公知の方
法によると、二酸化チタニウム層を硬化するために４５
０℃から５００℃で二酸化チタニウム層を熱処理する必
要がある。しかしながら、公知技術において必要とされ
る染料は３００℃以上で破壊されるので、好ましくは室
温程度の低い温度で二酸化チタニウム層に色が与えられ
ている。この場合、染料分子は、吸着質の構造のみによ
って二酸化チタニウム層の表面上に保持される。
にあたり、所望の結果を得るためには、この方法におけ
る凝縮、濃度、温度、時間等を特定し、且つ多数のパラ
メ−タ−を正確に設定する必要がある。特に、公知の方
法によると、二酸化チタニウム層を硬化するために４５
０℃から５００℃で二酸化チタニウム層を熱処理する必
要がある。しかしながら、公知技術において必要とされ
る染料は３００℃以上で破壊されるので、好ましくは室
温程度の低い温度で二酸化チタニウム層に色が与えられ
ている。この場合、染料分子は、吸着質の構造のみによ
って二酸化チタニウム層の表面上に保持される。
【０００４】特に太陽電池として使用される光電化学電
池の公知の製造方法は、上述した工程周期から明らかな
ように、相当な経費を必要とする。特に、二酸化チタニ
ウム層を構成するためのチタニウム基質を用意するため
に長い時間が必要であることにより、その上に費やされ
るコストは達成される効果に対して不釣合であることか
ら、公知の方法は経済的な適用の点で魅力がない。
池の公知の製造方法は、上述した工程周期から明らかな
ように、相当な経費を必要とする。特に、二酸化チタニ
ウム層を構成するためのチタニウム基質を用意するため
に長い時間が必要であることにより、その上に費やされ
るコストは達成される効果に対して不釣合であることか
ら、公知の方法は経済的な適用の点で魅力がない。
【０００５】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、従来技術と比較して、必要最小限の価
格で最高の結果を得ることができる特に太陽電池などの
光電化学電池のためのアノ−ドの製造方法を提供するこ
とにある。
で、その目的は、従来技術と比較して、必要最小限の価
格で最高の結果を得ることができる特に太陽電池などの
光電化学電池のためのアノ−ドの製造方法を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、多孔
性の金属酸化物の層が形成された導電ガラス板の上に設
けられるアノ−ドであって、上記金属酸化物の層は、ポ
ルフィリン−フタロシニアン鋼の合金及び／或いは他の
染料によって形成されて熱処理される、特に太陽電池な
どの電気化学電池のためのアノ−ドの製造方法におい
て、染料及びバインダ−として作用するアルコ−ル溶液
の添加された高拡散金属酸化物、特に酸化アルミニウム
及び／或いは酸化チタニウムのペ−ストを乾燥した大気
中で用意する工程と、上記工程により製造された上記ペ
−ストを透明導電層により被覆された上記導電ガラス板
に薄膜として塗布する工程と、上記導電ガラス板及び上
記塗布されたペ−スト状の金属酸化物の層を３００℃以
下の温度で熱処理する工程と、を備えている。
性の金属酸化物の層が形成された導電ガラス板の上に設
けられるアノ−ドであって、上記金属酸化物の層は、ポ
ルフィリン−フタロシニアン鋼の合金及び／或いは他の
染料によって形成されて熱処理される、特に太陽電池な
どの電気化学電池のためのアノ−ドの製造方法におい
て、染料及びバインダ−として作用するアルコ−ル溶液
の添加された高拡散金属酸化物、特に酸化アルミニウム
及び／或いは酸化チタニウムのペ−ストを乾燥した大気
中で用意する工程と、上記工程により製造された上記ペ
−ストを透明導電層により被覆された上記導電ガラス板
に薄膜として塗布する工程と、上記導電ガラス板及び上
記塗布されたペ−スト状の金属酸化物の層を３００℃以
下の温度で熱処理する工程と、を備えている。
【０００７】
【作用】この発明の製造方法によれば、高拡散酸化物の
ペ−スト、発色団、及びバインダ−として作用するアル
コ−ル溶液を第１の工程ステップにおいて製造して用意
する。上記ペ−ストは、乾燥した大気中で製造されてい
る。第２の工程ステップにおいて、この方法で製造され
たペ−ストを透明な導電層を有するガラス板に塗布す
る。第３の工程ステップにおいて、このペ−スト状の層
を３００℃を超えることのない温度で熱処理する。この
工程において、好ましくない反応及び変質を避けるため
に、上記熱処理は、真空下でゆっくりとした加熱を与え
る。
ペ−スト、発色団、及びバインダ−として作用するアル
コ−ル溶液を第１の工程ステップにおいて製造して用意
する。上記ペ−ストは、乾燥した大気中で製造されてい
る。第２の工程ステップにおいて、この方法で製造され
たペ−ストを透明な導電層を有するガラス板に塗布す
る。第３の工程ステップにおいて、このペ−スト状の層
を３００℃を超えることのない温度で熱処理する。この
工程において、好ましくない反応及び変質を避けるため
に、上記熱処理は、真空下でゆっくりとした加熱を与え
る。
【０００８】この発明の好ましい更なる発展において、
特に、酸化アルミニウム及び／或いは二酸化チタニウム
は、高拡散酸化物として使用される。公知の方法とし
て、ポルフィリン−フタロシニアン鋼の合金は、この場
合、発色団或いは染料として再び供給される。バインダ
−として作用する溶液は、好ましくは溶剤とともに金属
アルコレ−ト及び／或いは金属エステルに基づいて使用
される。
特に、酸化アルミニウム及び／或いは二酸化チタニウム
は、高拡散酸化物として使用される。公知の方法とし
て、ポルフィリン−フタロシニアン鋼の合金は、この場
合、発色団或いは染料として再び供給される。バインダ
−として作用する溶液は、好ましくは溶剤とともに金属
アルコレ−ト及び／或いは金属エステルに基づいて使用
される。
【０００９】
【実施例】以下この発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
【００１０】この発明の方法の好適な実施例によれば、
例えばｎグラムの高拡散二酸化チタニウム粉末をｎ×１
０-3グラムのフタロシニアン−コバルト（ＩＩ）混合物
と混合するとともに７×ｎミリリットルの溶液を添加し
て均質化し、好ましくはボ−ルミルによって混合する。
この溶液は、エチルアセテ−ト２部に対してグリセリン
１部の割合で構成され、０．１から２％のチタニウム
（ＩＶ）エチラ−トが添加され、多量の二酸化チタニウ
ム粉末に基づいている。そして、この方法によって用意
されたペ−ストをスクリ−ン印刷法によって３０μｍの
厚さでガラス板に供給するとともに１４０℃で約１時間
熱処理する。この方法によって得られる層は、ひび割れ
がなく、アノ−ドとしての良好な粘着性及び良好な物理
化学的活動性を示す。
例えばｎグラムの高拡散二酸化チタニウム粉末をｎ×１
０-3グラムのフタロシニアン−コバルト（ＩＩ）混合物
と混合するとともに７×ｎミリリットルの溶液を添加し
て均質化し、好ましくはボ−ルミルによって混合する。
この溶液は、エチルアセテ−ト２部に対してグリセリン
１部の割合で構成され、０．１から２％のチタニウム
（ＩＶ）エチラ−トが添加され、多量の二酸化チタニウ
ム粉末に基づいている。そして、この方法によって用意
されたペ−ストをスクリ−ン印刷法によって３０μｍの
厚さでガラス板に供給するとともに１４０℃で約１時間
熱処理する。この方法によって得られる層は、ひび割れ
がなく、アノ−ドとしての良好な粘着性及び良好な物理
化学的活動性を示す。
【００１１】この発明の方法の更に好適な実施例によれ
ば、例えばｎグラムの二酸化チタニウム粉末を同様にし
て０．５ｎミリグラムのオクタエチルポルフィンルテニ
ウム（ＩＩ）と混合するとともに６．５ｎミリリットル
の溶液を添加し、３シリンダ−型ミル内で均質化する。
この場合に使用する溶液は、エチルアセテ−ト２部、エ
チレングリコ−ルジメチルエ−テル１部、及びグリセリ
ン１部から成り、０．２から３％のチタニウムイソプロ
ピレ−トが添加され、多量の二酸化チタニウム粉末に基
づいている。このペ−ストを同様にしてスクリ−ン印刷
法を使用して３０μｍの厚さでガラス板に供給するとと
もに１３０℃の温度で約１時間熱処理する。
ば、例えばｎグラムの二酸化チタニウム粉末を同様にし
て０．５ｎミリグラムのオクタエチルポルフィンルテニ
ウム（ＩＩ）と混合するとともに６．５ｎミリリットル
の溶液を添加し、３シリンダ−型ミル内で均質化する。
この場合に使用する溶液は、エチルアセテ−ト２部、エ
チレングリコ−ルジメチルエ−テル１部、及びグリセリ
ン１部から成り、０．２から３％のチタニウムイソプロ
ピレ−トが添加され、多量の二酸化チタニウム粉末に基
づいている。このペ−ストを同様にしてスクリ−ン印刷
法を使用して３０μｍの厚さでガラス板に供給するとと
もに１３０℃の温度で約１時間熱処理する。
【００１２】以上のように、この発明における２様の方
法を実施例として説明したが、上記熱処理は、ゆっくり
した加熱及び冷却を伴って実施されることが望ましい。
法を実施例として説明したが、上記熱処理は、ゆっくり
した加熱及び冷却を伴って実施されることが望ましい。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の電気化
学電池のためのアノ−ドの製造方法によれば、従来技術
と比較して、必要最小限の価格で最高の結果を得ること
ができる電気化学電池のためのアノ−ドの製造方法を提
供することができる。
学電池のためのアノ−ドの製造方法によれば、従来技術
と比較して、必要最小限の価格で最高の結果を得ること
ができる電気化学電池のためのアノ−ドの製造方法を提
供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨーゼフ・フラッツ ドイツ連邦共和国、デー − 6948 バル トミッシェルバッハ １、ブルネンビーゼ ７ (72)発明者 ヘルマン・バルター・グリュンリンク ドイツ連邦共和国、デー − 6945 ヒル シュベルク、レッテンガッセ 31 (72)発明者 イェルク・ゾプカ ドイツ連邦共和国、デー − 6830 シュ ベッツィンゲン、グーテンベルクシュトラ ーセ 24
Claims (9)
- 【請求項１】多孔性の金属酸化物の層が形成された導電
ガラス板の上に設けられるアノ−ドであって、上記金属
酸化物の層は、ポルフィリン−フタロシニアン鋼の合金
及び／或いは他の染料によって形成されて熱処理され
る、特に太陽電池などの電気化学電池のためのアノ−ド
の製造方法において、 染料及びバインダ−として作用するアルコ−ル溶液の添
加された高拡散金属酸化物、特に酸化アルミニウム及び
／或いは酸化チタニウムのペ−ストを乾燥した大気中で
用意する工程と、 上記工程により製造された上記ペ−ストを透明導電層に
より被覆された上記導電ガラス板に薄膜として塗布する
工程と、 上記導電ガラス板及び上記塗布されたペ−スト状の金属
酸化物の層を３００℃以下の温度で熱処理する工程と、
を備えたことを特徴とする電気化学電池のためのアノ−
ドの製造方法。 - 【請求項２】ｎグラムの高拡散二酸化チタニウム粉末を
ｎ×１０-3グラムのフタロシニアン−コバルト（ＩＩ）
混合物と混合するとともに７ｎミリリットルのエチルア
セテ−ト／グリセリン溶液を添加して均質化し、この方
法によって製造された混合物を上記導電ガラス板へ塗布
し、１４０℃の温度で硬化することを特徴とする請求項
１に記載された電気化学電池のためのアノ−ドの製造方
法。 - 【請求項３】上記混合物は、ボ−ルミル内で均質化する
ことを特徴とする請求項２に記載された電気化学電池の
ためのアノ−ドの製造方法。 - 【請求項４】ｎグラムの二酸化チタニウム粉末を０．５
ｎミリグラムのオクタエチルポルフィンルテニウム（Ｉ
Ｉ）と混合するとともに６．５ｎミリリットルのエチル
アセテ−ト／エチレングリコ−ルジメチルエ−テル／グ
リセリン溶液を添加して均質化し、この均質化された混
合物を上記導電ガラス板へ塗布し、１３０℃の温度で熱
処理することを特徴とする請求項１に記載された電気化
学電池のためのアノ−ドの製造方法。 - 【請求項５】上記混合物は、３シリンダ−型ミル内で均
質化することを特徴とする請求項４に記載された電気化
学電池のためのアノ−ドの製造方法。 - 【請求項６】上記混合物をスクリ−ン印刷法によって上
記導電ガラス板に塗布することを特徴とする請求項１乃
至５のいずれか１つに記載された電気化学電池のための
アノ−ドの製造方法。 - 【請求項７】上記混合物を３０μｍの層厚で上記導電ガ
ラス板に塗布することを特徴とする請求項１乃至６のい
ずれか１つに記載された電気化学電池のためのアノ−ド
の製造方法。 - 【請求項８】上記エチルアセテ−ト／グリセリン溶液
は、エチルアセテ−ト２部及びグリセリン１部から成
り、２％以下のチタニウム（ＩＶ）アルコラ−トを添加
され、多量の二酸化チタニウム粉末に基づいていること
を特徴とする請求項２に記載された電気化学電池のため
のアノ−ドの製造方法。 - 【請求項９】上記エチルアセテ−ト／エチレングリコ−
ルジメチルエ−テル／グリセリン溶液は、２：１：１の
比で構成され、３％以下のチタニウムイソプロピレ−ト
が添加され、多量の二酸化チタニウム粉末に基づいてい
ることを特徴とする請求項４に記載された電気化学電池
のためのアノ−ドの製造方法。
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