JPH09124964A - 顔料濃厚物 - Google Patents
顔料濃厚物Info
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- JPH09124964A JPH09124964A JP32328695A JP32328695A JPH09124964A JP H09124964 A JPH09124964 A JP H09124964A JP 32328695 A JP32328695 A JP 32328695A JP 32328695 A JP32328695 A JP 32328695A JP H09124964 A JPH09124964 A JP H09124964A
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- alkyl
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光起電力電池を製造するための、高い安定性
を有しかつ乾燥中の凝集が制御される、半導体の性質を
有する金属酸化物を基礎とする微細顔料を含有する水性
顔料濃厚物を提供する。 【解決手段】 顔料濃厚物が、酸化スズ（ＩＶ）を基礎
とする微細顔料４０〜６０％、三元共重合体アニオン性
ポリアクリレート２〜４．９％、アミン０．１〜４．９
％、非イオン性界面活性付加生成物０．１〜０．９％、
粘稠剤０．１〜２．０％、グリコール誘導体０．１〜
６．０％ならびに水２１．３〜５７．６％からなる。 【効果】 ガラス支持体上の金属酸化物半導体層の大き
な表面積が得られる。
を有しかつ乾燥中の凝集が制御される、半導体の性質を
有する金属酸化物を基礎とする微細顔料を含有する水性
顔料濃厚物を提供する。 【解決手段】 顔料濃厚物が、酸化スズ（ＩＶ）を基礎
とする微細顔料４０〜６０％、三元共重合体アニオン性
ポリアクリレート２〜４．９％、アミン０．１〜４．９
％、非イオン性界面活性付加生成物０．１〜０．９％、
粘稠剤０．１〜２．０％、グリコール誘導体０．１〜
６．０％ならびに水２１．３〜５７．６％からなる。 【効果】 ガラス支持体上の金属酸化物半導体層の大き
な表面積が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、再生式の光起電力
電池を製造するための、半導体の性質を有する金属酸化
物を基礎とする微細顔料を含有する水性顔料濃厚物に関
する。
電池を製造するための、半導体の性質を有する金属酸化
物を基礎とする微細顔料を含有する水性顔料濃厚物に関
する。
【０００２】
【従来の技術】再生式の光起電力電池は、薄膜色素技術
を基礎としており、この場合、金属酸化物、通常、二酸
化チタン、及び光合成におけるその機能においてクロロ
フィルに類似する有機金属色素が使用される。この技術
の利点は、非晶質珪素、ヒ化ガリウム、テルル化カドミ
ウム又はカドミウム−インジウム−セレニドを基礎とす
る常用の半導体光電池より低い製造コストである。この
色素電池(Farbstoffzelle)の場合には、これら毒性物質
は添加されない。
を基礎としており、この場合、金属酸化物、通常、二酸
化チタン、及び光合成におけるその機能においてクロロ
フィルに類似する有機金属色素が使用される。この技術
の利点は、非晶質珪素、ヒ化ガリウム、テルル化カドミ
ウム又はカドミウム−インジウム−セレニドを基礎とす
る常用の半導体光電池より低い製造コストである。この
色素電池(Farbstoffzelle)の場合には、これら毒性物質
は添加されない。
【０００３】色素電池の機能方法は、光合成に類似して
いる。本質的な特徴は、太陽光エネルギーの色素分子中
での変換である。色素分子は、焼成された、例えば二酸
化チタンからなるナノ結晶半導体の表面上に存在する。
色素分子は、光子吸収によって励起状態に変換される。
この励起状態は、半導体層に電子を与え、さらに、この
半導体層は、被覆された導電性ガラス表面に電子を伝達
する。この回路を閉じることができることによって、電
子は、対電極としての、同様に導電性被覆されたガラス
表面によって太陽電池中に戻ってくる。この太陽電池中
で電子は、電解質中の溶解されたヨード分子によって色
素を再生させる。光が該電地に当たると直ちに、各色素
分子は、この回路を１分間に約１２００回通過する。こ
の種類の電池は、拡散太陽光でその最大能力を有する。
主要な利点は、既述のとおり、費用有利な製造である。
半導体、色素及びガラスは、価格相応の基礎物質であ
り、これに必要不可欠な薄膜技術は、現在の公知技術水
準に相応する。
いる。本質的な特徴は、太陽光エネルギーの色素分子中
での変換である。色素分子は、焼成された、例えば二酸
化チタンからなるナノ結晶半導体の表面上に存在する。
色素分子は、光子吸収によって励起状態に変換される。
この励起状態は、半導体層に電子を与え、さらに、この
半導体層は、被覆された導電性ガラス表面に電子を伝達
する。この回路を閉じることができることによって、電
子は、対電極としての、同様に導電性被覆されたガラス
表面によって太陽電池中に戻ってくる。この太陽電池中
で電子は、電解質中の溶解されたヨード分子によって色
素を再生させる。光が該電地に当たると直ちに、各色素
分子は、この回路を１分間に約１２００回通過する。こ
の種類の電池は、拡散太陽光でその最大能力を有する。
主要な利点は、既述のとおり、費用有利な製造である。
半導体、色素及びガラスは、価格相応の基礎物質であ
り、これに必要不可欠な薄膜技術は、現在の公知技術水
準に相応する。
【０００４】上記の再生式の光起電力電池の製造は、公
知技術水準である（欧州特許出願公開第０３３３６４１
号明細書、国際特許出願 ＷＯ ９１／１６７７１
９）。この場合には発色団は、半導体の表面に帯電体と
して化学的に付加もしくは挿入される。できるだけ高い
効率を達成するために、電池の単位面積当たりの量子収
率は、できるだけ高くなければならない。光子と色素分
子の相互作用の確率は、色素分子への光子の衝突の確率
が高くなるという理由から、高い多孔度を有する大きな
表面積によって高められる。この場合には半導体の表面
の粗度は、有利に２０より大きく、特に２００より大き
い。この場合には粗度の係数は、表面の射影に対する有
効表面積の比として定義される。高い粗度によって、発
色団を有する単分子の被覆のためのより大きな表面積が
可能になる。この場合には、色素を有している薄い金属
酸化物薄膜自体は、命中する光子の流れに対して透過性
であるとみなすことができ、かつ従って光子−色素の相
互作用を妨げない。この表面における反射によって付加
的になお高い光の収率が達成される。
知技術水準である（欧州特許出願公開第０３３３６４１
号明細書、国際特許出願 ＷＯ ９１／１６７７１
９）。この場合には発色団は、半導体の表面に帯電体と
して化学的に付加もしくは挿入される。できるだけ高い
効率を達成するために、電池の単位面積当たりの量子収
率は、できるだけ高くなければならない。光子と色素分
子の相互作用の確率は、色素分子への光子の衝突の確率
が高くなるという理由から、高い多孔度を有する大きな
表面積によって高められる。この場合には半導体の表面
の粗度は、有利に２０より大きく、特に２００より大き
い。この場合には粗度の係数は、表面の射影に対する有
効表面積の比として定義される。高い粗度によって、発
色団を有する単分子の被覆のためのより大きな表面積が
可能になる。この場合には、色素を有している薄い金属
酸化物薄膜自体は、命中する光子の流れに対して透過性
であるとみなすことができ、かつ従って光子−色素の相
互作用を妨げない。この表面における反射によって付加
的になお高い光の収率が達成される。
【０００５】この色素電池の本質的な特徴は、次の機能
の空間的な分離である： 光吸収（色素分子）、電荷の
分離（色素／金属酸化物境界面）及び電荷の移動（半導
性金属酸化物）。その上、このことによって、高い量子
収率が説明され、それというのも色素分子の励起状態か
ら該色素分子の基底状態への緩和が、本質的により速い
放出(Abtransport)と競合しておりかつ従って十分に抑
制されるからである。
の空間的な分離である： 光吸収（色素分子）、電荷の
分離（色素／金属酸化物境界面）及び電荷の移動（半導
性金属酸化物）。その上、このことによって、高い量子
収率が説明され、それというのも色素分子の励起状態か
ら該色素分子の基底状態への緩和が、本質的により速い
放出(Abtransport)と競合しておりかつ従って十分に抑
制されるからである。
【０００６】適当な発色団は、文献に詳細に記載されて
いる（例えばA. Kay及びM. Graetzel, J. Phys. Chem.
97, 6272〜6277 (1933)、A. Hagfeld及びM. Graetzel,
Chem. Rev. 95, 49〜68(1955)、国際特許出願 ＷＯ
８５／０５１１９、国際特許出願 ＷＯ ９２／１４７
４１参照）。典型的な例は、遷移金属、ルテニウム、オ
スミウムの錯化合物、例えばルテニウム−シス−（２，
２′ビピリジル−４，４−ジカルボキシレートである。
いる（例えばA. Kay及びM. Graetzel, J. Phys. Chem.
97, 6272〜6277 (1933)、A. Hagfeld及びM. Graetzel,
Chem. Rev. 95, 49〜68(1955)、国際特許出願 ＷＯ
８５／０５１１９、国際特許出願 ＷＯ ９２／１４７
４１参照）。典型的な例は、遷移金属、ルテニウム、オ
スミウムの錯化合物、例えばルテニウム−シス−（２，
２′ビピリジル−４，４−ジカルボキシレートである。
【０００７】再生式電池の長時間安定の側面における工
業的な使用可能性は、多結晶の金属酸化物半導体層の安
定性に決定的に依存している。この多結晶の金属酸化物
半導体層の安定性は、変化させることはできない。金属
酸化物として原則的に第一に、半導体性質ひいては伝導
帯と価電子帯との間の大きな価電子空隙(Valenzluecke)
を有する全ての伝導性金属酸化物は適当であり、特に遷
移金属の酸化物ならびに周期律表の第ＩＩＩ族の主族の
元素の酸化物及び第ＩＶ族、第Ｖ族及び第ＶＩ族の亜族
の元素の酸化物は、適当である。例えばチタン、鉄、ス
ズ、亜鉛、ニッケル、バナジウム、イットリウム及びイ
ンジウムの酸化物である。
業的な使用可能性は、多結晶の金属酸化物半導体層の安
定性に決定的に依存している。この多結晶の金属酸化物
半導体層の安定性は、変化させることはできない。金属
酸化物として原則的に第一に、半導体性質ひいては伝導
帯と価電子帯との間の大きな価電子空隙(Valenzluecke)
を有する全ての伝導性金属酸化物は適当であり、特に遷
移金属の酸化物ならびに周期律表の第ＩＩＩ族の主族の
元素の酸化物及び第ＩＶ族、第Ｖ族及び第ＶＩ族の亜族
の元素の酸化物は、適当である。例えばチタン、鉄、ス
ズ、亜鉛、ニッケル、バナジウム、イットリウム及びイ
ンジウムの酸化物である。
【０００８】使用可能な金属酸化物半導体は、その化学
組成において異なっている。しかし、同じ化学組成の場
合にもモルホロジーは決定的であり、殊に平均粒径およ
び粒子形態（棒状物及び球等）は、電池の効率への大き
な影響を有する。この粒子がガラス支持体上に焼結融合
されることによって、密着した層が得られる。その上、
できるだけ高い表面粗度を有する多結晶の金属酸化物層
の達成するための必要条件は、前述の、一次粒子の完全
な分散であり、その結果、焼結過程前の該一次粒子の凝
集は効果的に抑制され、それというのも、そうでなけれ
ば焼結後に色素に提供される表面が著しく縮小されるか
らである。
組成において異なっている。しかし、同じ化学組成の場
合にもモルホロジーは決定的であり、殊に平均粒径およ
び粒子形態（棒状物及び球等）は、電池の効率への大き
な影響を有する。この粒子がガラス支持体上に焼結融合
されることによって、密着した層が得られる。その上、
できるだけ高い表面粗度を有する多結晶の金属酸化物層
の達成するための必要条件は、前述の、一次粒子の完全
な分散であり、その結果、焼結過程前の該一次粒子の凝
集は効果的に抑制され、それというのも、そうでなけれ
ば焼結後に色素に提供される表面が著しく縮小されるか
らである。
【０００９】この種の金属酸化物層は、これまで公知技
術水準（欧州特許出願公開第００３３６４１号明細書に
よれば、次の方法によって製造される：ゾル−ゲル法に
従って金属アルコラートが周囲空気の水分を用いて加水
分解され、徐々にガラス表面上にか焼融合される。この
ようにして、例えば二酸化チタン層の製造のためにエト
キシ化チタン溶液は、エタノール（puriss.）中の四塩
化チタンの溶解によって製造される。さらにこの溶液
は、メタノール（puriss.）で濃度２５〜５０ｇ／ｌに
希釈される。湿度４８±１％で約３０分間に毎回液滴１
滴が支持体表面上に滴下され、かつこのようにして加水
分解された層は、１５分間約４５０℃に加熱される。こ
の方法は、約１０〜１５回繰り返され、引き続き、その
時点までで約２０μｍの厚さの層を有するこの支持体
は、約３０分間純粋アルゴン雰囲気下で５００℃で加熱
乾燥される。
術水準（欧州特許出願公開第００３３６４１号明細書に
よれば、次の方法によって製造される：ゾル−ゲル法に
従って金属アルコラートが周囲空気の水分を用いて加水
分解され、徐々にガラス表面上にか焼融合される。この
ようにして、例えば二酸化チタン層の製造のためにエト
キシ化チタン溶液は、エタノール（puriss.）中の四塩
化チタンの溶解によって製造される。さらにこの溶液
は、メタノール（puriss.）で濃度２５〜５０ｇ／ｌに
希釈される。湿度４８±１％で約３０分間に毎回液滴１
滴が支持体表面上に滴下され、かつこのようにして加水
分解された層は、１５分間約４５０℃に加熱される。こ
の方法は、約１０〜１５回繰り返され、引き続き、その
時点までで約２０μｍの厚さの層を有するこの支持体
は、約３０分間純粋アルゴン雰囲気下で５００℃で加熱
乾燥される。
【００１０】このような実験室の製法を工業的な規模に
移すことは、当然のことながら、経済的かつ技術的に満
足できるものではない。
移すことは、当然のことながら、経済的かつ技術的に満
足できるものではない。
【００１１】別の方法（M. K. Nazzeruddin他, Journ.
Amer. Chem. Soc. 115, 6382〜6390, 1993）は、市販さ
れている火炎熱分解によって得られた二酸化チタン（例
えば一次粒子の平均粒度約２５ｎｍを有するDEGUSSA社
のＰ２５）から出発する。この凝集物は、磁製乳鉢中で
水及びアセチルアセトンとともに粉砕され、かつ引き続
きこねられる。さらに、デタージェント(Detergent)（A
LDRICH社のTriton X-100）を用いてこのペーストは、
支持体上に広げられる。しかしながら、この方法は、高
い機械の費用及び直接の支持体塗装（可使時間(Standze
it)なし）の必要性のために、同様に満足することはで
きない。
Amer. Chem. Soc. 115, 6382〜6390, 1993）は、市販さ
れている火炎熱分解によって得られた二酸化チタン（例
えば一次粒子の平均粒度約２５ｎｍを有するDEGUSSA社
のＰ２５）から出発する。この凝集物は、磁製乳鉢中で
水及びアセチルアセトンとともに粉砕され、かつ引き続
きこねられる。さらに、デタージェント(Detergent)（A
LDRICH社のTriton X-100）を用いてこのペーストは、
支持体上に広げられる。しかしながら、この方法は、高
い機械の費用及び直接の支持体塗装（可使時間(Standze
it)なし）の必要性のために、同様に満足することはで
きない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、結合
剤不含の水性顔料組成物（ペースト／濃厚物）を提供す
ることである。この水性顔料組成物は、直接の塗装に関
しても、また場合によっては種々の結合剤、例えばポリ
塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアク
リレート、ポリウレタン又はこれらの共重合体もしくは
これらの混合物を有するラッカー塗装に関しても万能的
に使用可能でなければならず、これら結合剤は、残留物
なく熱分解されかつ従って後からの、上記方法で製造さ
れる色素電池の機能を妨げない。これと同時に、さらな
る後処理に問題のない、顔料を多く含有する流動性濃厚
物が製造されなければならない。従って、ガラス支持体
上の後からの焼結層の十分に高い表面積が保証されるた
めに、該ペーストの安定性は高くなければならず、結合
剤−もしくは希釈剤ショック(Bindemittel- oder Verdu
ennungsschock)は回避されなければならず、かつ殊に付
加的な添加剤なしで制御されるフロキュレーションが達
成されなけらばならない。
剤不含の水性顔料組成物（ペースト／濃厚物）を提供す
ることである。この水性顔料組成物は、直接の塗装に関
しても、また場合によっては種々の結合剤、例えばポリ
塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアク
リレート、ポリウレタン又はこれらの共重合体もしくは
これらの混合物を有するラッカー塗装に関しても万能的
に使用可能でなければならず、これら結合剤は、残留物
なく熱分解されかつ従って後からの、上記方法で製造さ
れる色素電池の機能を妨げない。これと同時に、さらな
る後処理に問題のない、顔料を多く含有する流動性濃厚
物が製造されなければならない。従って、ガラス支持体
上の後からの焼結層の十分に高い表面積が保証されるた
めに、該ペーストの安定性は高くなければならず、結合
剤−もしくは希釈剤ショック(Bindemittel- oder Verdu
ennungsschock)は回避されなければならず、かつ殊に付
加的な添加剤なしで制御されるフロキュレーションが達
成されなけらばならない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】意外にも、次の組成の水
性金属酸化物−顔料濃厚物は、再生式の光起電力電池を
製造するための上記の要求を満たす：半導体性質を有す
る金属酸化物を基礎とする微細顔料 ２〜６０％、 成分：アルキル鎖に炭素原子１〜３個を有するアルキル
（メタ）アクリレート３５〜４５％、アルキル鎖に炭素
原子４〜１２個を有するアルキル（メタ）アクリレート
３５〜４５％及びアクリル酸もしくはメタクリル酸１０
〜３０％からなる三元共重合体アニオン性ポリアクリレ
ート ２〜４．９％、アミン ０．１〜４．９
％（結果としてｐＨ値７．０〜１０．０が得られる）、
アルキルフェノール、アルコールもしくはカルボン酸へ
の酸化エチレンの非イオン性界面活性付加生成物
０．１〜０．９％、ポリアクリレートもしくはポリウレ
タンを基礎とするか又はセルロース誘導体を基礎とする
粘稠剤 ０．１〜２．０％、グリコール誘導体
０．１〜６．０％ならびに水 ２１．３〜７７．
６％。
性金属酸化物−顔料濃厚物は、再生式の光起電力電池を
製造するための上記の要求を満たす：半導体性質を有す
る金属酸化物を基礎とする微細顔料 ２〜６０％、 成分：アルキル鎖に炭素原子１〜３個を有するアルキル
（メタ）アクリレート３５〜４５％、アルキル鎖に炭素
原子４〜１２個を有するアルキル（メタ）アクリレート
３５〜４５％及びアクリル酸もしくはメタクリル酸１０
〜３０％からなる三元共重合体アニオン性ポリアクリレ
ート ２〜４．９％、アミン ０．１〜４．９
％（結果としてｐＨ値７．０〜１０．０が得られる）、
アルキルフェノール、アルコールもしくはカルボン酸へ
の酸化エチレンの非イオン性界面活性付加生成物
０．１〜０．９％、ポリアクリレートもしくはポリウレ
タンを基礎とするか又はセルロース誘導体を基礎とする
粘稠剤 ０．１〜２．０％、グリコール誘導体
０．１〜６．０％ならびに水 ２１．３〜７７．
６％。
【００１４】特に適当な顔料濃厚物は、酸化スズ（Ｉ
Ｖ）を基礎とする微細顔料 ４０〜６０％、 成分：アルキル鎖に炭素原子１〜３個を有するアルキル
（メタ）アクリレート３５〜４５％、アルキル鎖に炭素
原子４〜１２個を有するアルキル（メタ）アクリレート
３５〜４５％及びアクリル酸もしくはメタクリル酸１０
〜３０％からなる三元共重合体アニオン性ポリアクリレ
ート ２〜４．９％、アミン ０．１〜４．９
％（結果としてｐＨ値７．０〜１０．０が得られる）、
アルキルフェノール、アルコールもしくはカルボン酸へ
の酸化エチレンの非イオン性界面活性付加生成物
０．１〜０．９％、ポリアクリレートもしくはポリウレ
タンを基礎とするか又はセルロース誘導体を基礎とする
粘稠剤 ０．１〜２．０％、グリコール誘導体
０．１〜６．０％ならびに水 ２１．３〜５７．
６％からなる。
Ｖ）を基礎とする微細顔料 ４０〜６０％、 成分：アルキル鎖に炭素原子１〜３個を有するアルキル
（メタ）アクリレート３５〜４５％、アルキル鎖に炭素
原子４〜１２個を有するアルキル（メタ）アクリレート
３５〜４５％及びアクリル酸もしくはメタクリル酸１０
〜３０％からなる三元共重合体アニオン性ポリアクリレ
ート ２〜４．９％、アミン ０．１〜４．９
％（結果としてｐＨ値７．０〜１０．０が得られる）、
アルキルフェノール、アルコールもしくはカルボン酸へ
の酸化エチレンの非イオン性界面活性付加生成物
０．１〜０．９％、ポリアクリレートもしくはポリウレ
タンを基礎とするか又はセルロース誘導体を基礎とする
粘稠剤 ０．１〜２．０％、グリコール誘導体
０．１〜６．０％ならびに水 ２１．３〜５７．
６％からなる。
【００１５】使用される顔料は、平均粒径２５μｍ未
満、有利に５μｍ未満を有していなければならない。
満、有利に５μｍ未満を有していなければならない。
【００１６】この場合には、顔料濃厚物の製造は、典型
的な分散方法で行われる。顔料凝集物を分解するため
に、剪断力が作用できなければならない。この処理は、
多くの種々の機械（ディソルバー、ボールミル、サンド
ミル等）で行うことができ、この場合、顔料粒子への剪
断エネルギーの伝達は、添加剤の添加によってわずかに
のみ影響を及ぼされる。しかしながら、凝集物の再形成
を防止するために、新たに得られた表面が迅速に湿潤さ
れることが重要であり、そうでなければこの凝集物は、
ガラス支持体上の焼結層の表面積を縮小させかつ従って
再生色素電池の効率を低下させることになる。
的な分散方法で行われる。顔料凝集物を分解するため
に、剪断力が作用できなければならない。この処理は、
多くの種々の機械（ディソルバー、ボールミル、サンド
ミル等）で行うことができ、この場合、顔料粒子への剪
断エネルギーの伝達は、添加剤の添加によってわずかに
のみ影響を及ぼされる。しかしながら、凝集物の再形成
を防止するために、新たに得られた表面が迅速に湿潤さ
れることが重要であり、そうでなければこの凝集物は、
ガラス支持体上の焼結層の表面積を縮小させかつ従って
再生色素電池の効率を低下させることになる。
【００１７】さらに、分散によって得られた分散体中の
顔料粒子の微細な分散を乾燥薄膜になるまでできるだけ
安定させることは、重要である。水性媒体の場合には、
荷電による安定が、各固体粒子が均一に荷電されて存在
する場合には優勢である。薄膜の乾燥が進むにつれて立
体的な安定化の項(sterische Stabilisierungsterme)も
また重要な役割を果たす。
顔料粒子の微細な分散を乾燥薄膜になるまでできるだけ
安定させることは、重要である。水性媒体の場合には、
荷電による安定が、各固体粒子が均一に荷電されて存在
する場合には優勢である。薄膜の乾燥が進むにつれて立
体的な安定化の項(sterische Stabilisierungsterme)も
また重要な役割を果たす。
【００１８】グリコールの添加によって乾燥速度が緩慢
化し、従って後処理時間が長くなり、かつその上、流展
性が改善される。粘稠剤は、ミルベース後の顔料ペース
トの粘度を高めかつ該顔料のレオロジー挙動を改質する
ために添加される。
化し、従って後処理時間が長くなり、かつその上、流展
性が改善される。粘稠剤は、ミルベース後の顔料ペース
トの粘度を高めかつ該顔料のレオロジー挙動を改質する
ために添加される。
【００１９】三元共重合体アニオン性ポリアクリレート
と非イオン性界面活性剤との組合せによって、本発明に
よれば使用される顔料ペーストの意外にも高い安定性が
得られる。薄膜乾燥中の制御されたフロキュレーション
は、明らかにポリアクリレートの特別な構造に帰結させ
ることができ、その結果、付加的に同様に、相応する立
体的な安定が可能になる。このことによって、ガラス支
持体上の焼結層の大きな表面積が得られる。
と非イオン性界面活性剤との組合せによって、本発明に
よれば使用される顔料ペーストの意外にも高い安定性が
得られる。薄膜乾燥中の制御されたフロキュレーション
は、明らかにポリアクリレートの特別な構造に帰結させ
ることができ、その結果、付加的に同様に、相応する立
体的な安定が可能になる。このことによって、ガラス支
持体上の焼結層の大きな表面積が得られる。
【００２０】次に、本発明よれば使用される配合物及び
該配合物の使用を例につき詳説する。
該配合物の使用を例につき詳説する。
【００２１】
【実施例】配合物の成分は、次のとおりである： １．三元共重合体： １．ブチルメタクリレート４５％、メチルメタクリレー
ト３０％及びアクリル酸２５％ ２．スチレン１０％、メチルメタクリレート７０％及び
アクリル酸２０％（比較例） ３．ブチルメタクリレート４５％、メタクリレート４５
％及びアクリル酸１０％ 以上、全てブチルグリコール中５０％ ２．酸化エチレン付加生成物： １．ひまし油エトキシレート(Ricinusethokylat) ２．ソルビトールモノラウレートエトキシレート ３．ソルビトールヘキサオレエートエトキシレート ３．窒素化合物： １．アンモニア ２．ジメチルエタノールアミン ３．２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール ４．粘稠剤： １．ポリアクリレート ２．セルロース。
ト３０％及びアクリル酸２５％ ２．スチレン１０％、メチルメタクリレート７０％及び
アクリル酸２０％（比較例） ３．ブチルメタクリレート４５％、メタクリレート４５
％及びアクリル酸１０％ 以上、全てブチルグリコール中５０％ ２．酸化エチレン付加生成物： １．ひまし油エトキシレート(Ricinusethokylat) ２．ソルビトールモノラウレートエトキシレート ３．ソルビトールヘキサオレエートエトキシレート ３．窒素化合物： １．アンモニア ２．ジメチルエタノールアミン ３．２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール ４．粘稠剤： １．ポリアクリレート ２．セルロース。
【００２２】表に記載されたタイプは、上記の成分一覧
に関するものであり、この成分の重量部がそれぞれ記載
されている。脱イオン水(VE-Wasser)中の金属酸化物顔
料の１対２０の希釈の沈降安定性は、考慮の対象とな
る。
に関するものであり、この成分の重量部がそれぞれ記載
されている。脱イオン水(VE-Wasser)中の金属酸化物顔
料の１対２０の希釈の沈降安定性は、考慮の対象とな
る。
【００２３】導電性酸化スズ（ＩＶ）（TEGO(登録商標)
-Conduct Ultra）は、平均粒径０．２μｍを有してお
り、過大粒子の限界は、２μｍである。粉末の比抵抗
は、１０オーム×ｍであり、嵩密度は、０．３５ｇ／ｍ
ｌである。ＢＥＴ表面積は、５０〜６０ｍ2／ｇの範囲
内の値を有する。
-Conduct Ultra）は、平均粒径０．２μｍを有してお
り、過大粒子の限界は、２μｍである。粉末の比抵抗
は、１０オーム×ｍであり、嵩密度は、０．３５ｇ／ｍ
ｌである。ＢＥＴ表面積は、５０〜６０ｍ2／ｇの範囲
内の値を有する。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】TiO2のタイプ１： 平均粒径約１０〜５０
ｎｍを有する超微粉二酸化チタン TiO2のタイプ２： 平均粒径約４０〜６０ｎｍを有する
超微粉二酸化チタン。
ｎｍを有する超微粉二酸化チタン TiO2のタイプ２： 平均粒径約４０〜６０ｎｍを有する
超微粉二酸化チタン。
【００２７】本発明による顔料ペーストは、該顔料ペー
ストに適当である全ての方法を用いてガラス支持体上に
塗布することができる。工業的製造に対しては、該顔料
ペーストには特にスクリーン印刷が適当である：本発明
による二酸化チタン顔料を１２μｍのドクターを用いて
１６ｃｍ×１８ｃｍのフロートガラス板（厚さ６ｍｍ）
に塗布する。引き続き、このようにして被覆された板を
４８０℃でマッフル炉中で４５分間にわたってか焼し、
この場合、二酸化チタン粒子は、透明な固着した薄膜に
焼結される。このようにして得られた該薄膜は、走査形
電子顕微鏡（ＲＥＭ）の写真が証明しているとおり、高
い表面祖度と同時に焼結された一次粒子の均一性及び全
体の層厚(Gesamtschichtdicke)約５μｍを有している。
ストに適当である全ての方法を用いてガラス支持体上に
塗布することができる。工業的製造に対しては、該顔料
ペーストには特にスクリーン印刷が適当である：本発明
による二酸化チタン顔料を１２μｍのドクターを用いて
１６ｃｍ×１８ｃｍのフロートガラス板（厚さ６ｍｍ）
に塗布する。引き続き、このようにして被覆された板を
４８０℃でマッフル炉中で４５分間にわたってか焼し、
この場合、二酸化チタン粒子は、透明な固着した薄膜に
焼結される。このようにして得られた該薄膜は、走査形
電子顕微鏡（ＲＥＭ）の写真が証明しているとおり、高
い表面祖度と同時に焼結された一次粒子の均一性及び全
体の層厚(Gesamtschichtdicke)約５μｍを有している。
【手続補正書】
【提出日】平成８年１月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】色素電池の機能方法は、光合成に類似して
いる。本質的な特徴は、太陽光エネルギーの色素分子中
での変換である。色素分子は、焼成された、例えば二酸
化チタンからなるナノ結晶半導体の表面上に存在する。
色素分子は、光子吸収によって励起状態に変換される。
この励起状態は、半導体層に電子を与え、さらに、この
半導体層は、被覆された導電性ガラス表面に電子を伝達
する。この回路を閉じることができるようにするため
に、電子は、対電極としての、同様に導電性被覆された
ガラス表面によって太陽電池中に戻ってくる。この太陽
電池中で電子は、電解質中の溶解されたヨード分子によ
って色素を再生させる。光が該電地に当たると直ちに、
各色素分子は、この回路を１分間に約１２００回通過す
る。この種類の電池は、拡散太陽光でその最大能力を有
する。主要な利点は、既述のとおり、費用有利な製造で
ある。半導体、色素及びガラスは、価格相応の基礎物質
であり、これに必要不可欠な薄膜技術は、現在の公知技
術水準に相応する。
いる。本質的な特徴は、太陽光エネルギーの色素分子中
での変換である。色素分子は、焼成された、例えば二酸
化チタンからなるナノ結晶半導体の表面上に存在する。
色素分子は、光子吸収によって励起状態に変換される。
この励起状態は、半導体層に電子を与え、さらに、この
半導体層は、被覆された導電性ガラス表面に電子を伝達
する。この回路を閉じることができるようにするため
に、電子は、対電極としての、同様に導電性被覆された
ガラス表面によって太陽電池中に戻ってくる。この太陽
電池中で電子は、電解質中の溶解されたヨード分子によ
って色素を再生させる。光が該電地に当たると直ちに、
各色素分子は、この回路を１分間に約１２００回通過す
る。この種類の電池は、拡散太陽光でその最大能力を有
する。主要な利点は、既述のとおり、費用有利な製造で
ある。半導体、色素及びガラスは、価格相応の基礎物質
であり、これに必要不可欠な薄膜技術は、現在の公知技
術水準に相応する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】この色素電池の本質的な特徴は、次の機能
の空間的な分離である： 光吸収（色素分子）、電荷の
分離（色素／金属酸化物境界面）及び電荷の移動（半導
性金属酸化物）。その上、このことによって、高い量子
収率が説明され、それというのも色素分子の励起状態か
ら該色素分子の基底状態への電子の緩和が、電子の本質
的により速い搬出（Ａｂｔｒａｎｓｐｏｒｔ）と競合し
ておりかつ従って十分に抑制されるからである。
の空間的な分離である： 光吸収（色素分子）、電荷の
分離（色素／金属酸化物境界面）及び電荷の移動（半導
性金属酸化物）。その上、このことによって、高い量子
収率が説明され、それというのも色素分子の励起状態か
ら該色素分子の基底状態への電子の緩和が、電子の本質
的により速い搬出（Ａｂｔｒａｎｓｐｏｒｔ）と競合し
ておりかつ従って十分に抑制されるからである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテファン ジルベール ドイツ連邦共和国 クレフェルト ヘルマ ン−シューマッハー−シュトラーセ 20 (72)発明者 シュヴェン−ウヴェ ファレリーン ドイツ連邦共和国 エッセン ラウペンダ ーラー ラントシュトラーセ 47
Claims (1)
- 【請求項１】 顔料濃厚物において、酸化スズ（ＩＶ）
を基礎とする微細顔料 ４０〜６０％、 次の成分：アルキル鎖に炭素原子１〜３個を有するアル
キル（メタ）アクリレート３５〜４５％、アルキル鎖に
炭素原子４〜１２個を有するアルキル（メタ）アクリレ
ート３５〜４５％及びアクリル酸もしくはメタクリル酸
１０〜３０％からなる三元共重合体アニオン性ポリアク
リレート２〜４．９％、アミン０．１〜４．９％（結果
としてｐＨ値７．０〜１０．０が得られる）、アルキル
フェノール、アルコールもしくはカルボン酸への酸化エ
チレンの非イオン性界面活性付加生成物 ０．１〜
０．９％、ポリアクリレートもしくはポリウレタンを基
礎とするか又はセルロース誘導体を基礎とする粘稠剤
０．１〜２．０％、グリコール誘導体 ０．１
〜６．０％ならびに水 ２１．３〜５７．６％から
なることを特徴とする顔料濃厚物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19538127.0 | 1995-10-13 | ||
| DE19538127 | 1995-10-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09124964A true JPH09124964A (ja) | 1997-05-13 |
Family
ID=7774747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32328695A Pending JPH09124964A (ja) | 1995-10-13 | 1995-12-12 | 顔料濃厚物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09124964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002011213A1 (fr) * | 2000-07-27 | 2002-02-07 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Transducteur photoélectrique sensibilisé par un colorant |
-
1995
- 1995-12-12 JP JP32328695A patent/JPH09124964A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002011213A1 (fr) * | 2000-07-27 | 2002-02-07 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Transducteur photoélectrique sensibilisé par un colorant |
| US7141735B2 (en) | 2000-07-27 | 2006-11-28 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Dye-sensitized photoelectric conversion device |
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