JPH11176489A - Photoelectric conversion element and light-regenerating type photoelectrochemical battery - Google Patents

Photoelectric conversion element and light-regenerating type photoelectrochemical battery

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Publication number
JPH11176489A
JPH11176489A JP9340440A JP34044097A JPH11176489A JP H11176489 A JPH11176489 A JP H11176489A JP 9340440 A JP9340440 A JP 9340440A JP 34044097 A JP34044097 A JP 34044097A JP H11176489 A JPH11176489 A JP H11176489A
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JP
Japan
Prior art keywords
group
substituent
compound
photoelectric conversion
general formula
Prior art date
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Application number
JP9340440A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Takizawa
裕雄 滝沢
Masaki Okazaki
正樹 岡崎
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication of JPH11176489A publication Critical patent/JPH11176489A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion element having superior photoelectric converting characteristic and durability, while having little deterioration with a lapse of time by forming an element of the disk-like compound having a substituent group for reacting with a semiconductor as a photoreceptor and light or thermal energy or the charge transporting material containing the reactant thereof. SOLUTION: A photoelectric conversion element is formed of a discoid compound such as triphenylene derivative having a substituent group capable of reacting with a semiconductor and light or thermal energy to generate the combination coupling or the charge transporting material containing the reactant thereof. As a semiconductor, silicon having sensitivity increased by color element and a fine particular semiconductor such as metal chalcogenid is desirable. As the discoid compound, a compound expressed with a general formula An-k -D-(L-P)k (where P is a reactive substituent group, D is an (n)-functional group at the center, L is a group for connecting P and D or combination coupling, (n) is an integer of 3 to 8, (k) is an integer of 1-n, P is isocyanate group, amino group, acetylene group of the like, A is a substituent which does not contribute to the generation of reactive composition).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光電変換素子に関
し、詳しくは半導体を用いた光電変換素子および光再生
型太陽電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion element, and more particularly, to a photoelectric conversion element using a semiconductor and a light-regenerating solar cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽光発電に関し、現状では単結晶シリ
コン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファス
太陽電池、テルル化カドミウムやセレン化インジウム銅
といった等の化合物太陽電池が実用化もしくは主な研究
開発の対象となっているが、普及させる上で製造コス
ト、原材料確保、エネルギーペイバックタイムが長い等
の問題点を克服する必要があると指摘されている。NATU
RE(第353巻、第737〜740頁、1991年)及
び特開平7−249790号公報に、色素によって増感
された半導体微粒子を用いた光電変換素子(以後、色素
増感光電変換素子と略す)もしくはこれを作成するため
の材料および製造技術が記載されている。しかし、この
素子は、対電極との電気的接続を電解質溶液によって行
う湿式太陽電池であるため、長期にわたって使用すると
電解液の枯渇により光電変換効率が著しく低下したり、
素子として機能しなくなることが懸念されている。この
ような懸念点を改良するために固体電解質、とりわけ高
効率な有機電荷輸送材料の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art At present, single-crystal silicon solar cells, polycrystalline silicon solar cells, amorphous solar cells, and compound solar cells such as cadmium telluride and indium copper selenide have been put to practical use or mainly researched and developed for solar power generation. However, it is pointed out that it is necessary to overcome problems such as production costs, securing of raw materials, and long energy payback time in order to spread the technology. NATU
RE (Vol. 353, pp. 737-740, 1991) and JP-A-7-249790 describe a photoelectric conversion element using semiconductor fine particles sensitized by a dye (hereinafter abbreviated as a dye-sensitized photoelectric conversion element). ) Or materials and manufacturing techniques for making the same. However, since this element is a wet solar cell in which the electrical connection with the counter electrode is performed by an electrolyte solution, when used for a long time, the photoelectric conversion efficiency is significantly reduced due to the depletion of the electrolyte,
There is a concern that the device will not function as an element. In order to improve such concerns, it has been desired to develop a solid electrolyte, particularly a highly efficient organic charge transport material.

【0003】高効率な有機電荷輸送材料としては、近年
液晶化合物が、分子配列における高秩序度と大面積化の
容易さを兼備していることから注目されている。ところ
で、円盤状化合物は適当な側鎖を導入することによりデ
ィスコティック液晶と呼ばれる液晶相をとることが知ら
れ、中でもトリフェニレン誘導体がよく知られている。
そして、前記化合物のディスコティック液晶相において
大きな電荷移動度(特に正孔移動度)が観測されること
を報告している。また、特開平7−306317号、同
8−27284号、同8−231470号には反応性基
を有する円盤状化合物を液晶相を保ったまま重合させて
薄膜を形成する技術が開示されている。
As a highly efficient organic charge transporting material, a liquid crystal compound has recently attracted attention because it has both a high degree of order in molecular arrangement and an easy area enlargement. Meanwhile, it is known that a discotic compound takes a liquid crystal phase called a discotic liquid crystal by introducing an appropriate side chain, and among them, a triphenylene derivative is well known.
They also report that large charge mobilities (particularly hole mobilities) are observed in the discotic liquid crystal phase of the compound. JP-A-7-306317, JP-A-8-27284 and JP-A-8-231470 disclose a technique of forming a thin film by polymerizing a discotic compound having a reactive group while maintaining a liquid crystal phase. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光電
変換特性及び耐久性に優れた光電変換素子および光再生
型光電気化学電池を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element and a light-reproducing photoelectrochemical cell having excellent photoelectric conversion characteristics and durability.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を
重ねた結果、下記により本発明の目的が達成できること
を見いだした。 (1)半導体及び光または熱エネルギーにより反応して
化学結合を生成し得る置換基を有する円盤状化合物また
はその反応物を含む電荷輸送材料から構成されることを
特徴とする光電変換素子。 (2)該電荷輸送材料に含まれる該円盤状化合物が下記
一般式(I)で表されることを特徴とする(1)記載の
光電変換素子。
As a result of intensive studies, the present inventor has found that the object of the present invention can be achieved as follows. (1) A photoelectric conversion element comprising a charge transport material containing a semiconductor and a discotic compound having a substituent capable of forming a chemical bond by reacting with light or heat energy or a reactant thereof. (2) The photoelectric conversion device according to (1), wherein the discotic compound contained in the charge transport material is represented by the following general formula (I).

【0006】[0006]

【化4】 Embedded image

【0007】式中、Pは反応性置換基を表し、Dは分子
の中心にあり、合計n個の置換基A及び置換基(P−
L)を放射状に配するn官能の基を表す。(n−k)個
のAは各々独立に反応組成物の生成に寄与しない置換基
を表し、Lは各々独立に、PとDを連結する基もしくは
化学結合を表し、nは3〜8の整数を表し、kは1から
nの整数を表す。k個のPは各々独立に、イソシアナー
ト基、チオシアナート基、アミノ基、アルキルアミノ
基、アリールアミノ基、メルカプト基、ホルミル基、ア
シル基、水酸基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホリ
ル基、ハロカルボニル基、ハロスルホニル基、ハロホス
ホリル基、アクリロイル基、メタアクリロイル基、クロ
トニル基、ビニルオキシ基、エポキシ基、アセチレン
基、プロパギル基、アレニル基、ジアセチレン基を表
す。 (3)該一般式(I)において反応性置換基Pが各々独
立に以下の重合性置換基M1 〜M4 のいずれかで表され
ることを特徴とする(1)記載の光電変換素子。
In the formula, P represents a reactive substituent, D is at the center of the molecule, and a total of n substituents A and substituents (P-
L) represents an n-functional group radially arranged. (Nk) A each independently represents a substituent that does not contribute to the formation of the reaction composition, L each independently represents a group or a chemical bond connecting P and D, and n represents 3 to 8 Represents an integer, and k represents an integer from 1 to n. k Ps are each independently an isocyanate group, a thiocyanate group, an amino group, an alkylamino group, an arylamino group, a mercapto group, a formyl group, an acyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfo group, a phosphoryl group, a halocarbonyl group. , A halosulfonyl group, a halophosphoryl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a crotonyl group, a vinyloxy group, an epoxy group, an acetylene group, a propargyl group, an allenyl group, and a diacetylene group. (3) The photoelectric conversion element according to (1), wherein in the general formula (I), the reactive substituents P are each independently represented by any of the following polymerizable substituents M 1 to M 4. .

【0008】[0008]

【化5】 Embedded image

【0009】置換基M1 、M2 、M3 のR11、R12、R
13、R21、R22、R23、R31、R32、R33はそれぞれ独
立に水素原子またはアルキル基を表す。置換基M4 にお
いてR41は水素原子、アルキル基、アリール基を表す。
置換基M1 にてmは0または1を表す。 (4)下記一般式(II)〜(V)にて表される化合物ま
たはその重合物を含むことを特徴とする(1)記載の光
電変換素子。
R 11 , R 12 , R 3 of the substituents M 1 , M 2 , M 3
13 represents R 21, R 22, R 23 , R 31, R 32, R 33 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. In the substituent M 4 , R 41 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
In the substituent M 1, m represents 0 or 1. (4) The photoelectric conversion device according to (1), comprising a compound represented by the following general formulas (II) to (V) or a polymer thereof.

【0010】[0010]

【化6】 Embedded image

【0011】一般式(II)〜(V)中、M1 〜M4 は一
般式(I)と同義である。X1 〜X 4 はそれぞれ独立に
酸素または硫黄を表す。一般式(II)中、トリフェニレ
ン環に結合する6つのR1 は同じでも異なってもよいア
ルキル基またはアリール基を表すが、そのうち少なくと
もひとつは置換基M1 を有する。一般式(III)中、トリ
フェニレン環に結合する6つのR2 は同じでも異なって
もよいアルキル基またはアリール基を表すが、そのうち
少なくともひとつは置換基M2 を有する。一般式(IV)
中、トリフェニレン環に結合する6つのR3 は同じでも
異なってもよいアルキル基またはアリール基を表すが、
そのうち少なくともひとつは置換基M3 を有する。一般
式(V) 中、トリフェニレン環に結合する6つのR4
同じでも異なってもよいアルキル基またはアリール基を
表すが、そのうち少なくともひとつは置換基M4 を有す
る。 (5)半導体が色素によって増感された微粒子半導体で
あることを特徴とする(1)〜(4)記載の光電変換素
子。 (6)(1)〜(5)に記載された光電変換素子を用い
ることを特徴とする光再生型光電気化学電池。
In the general formulas (II) to (V), M1 ~ MFour Haichi
It is synonymous with general formula (I). X1~ X FourAre independently
Represents oxygen or sulfur. In general formula (II), triphenylene
R that binds to the ring1 May be the same or different
Represents an alkyl group or an aryl group, at least
One is a substituent M1 Having. In general formula (III),
Six Rs attached to the phenylene ringTwo Are the same but different
Represents an alkyl group or an aryl group, of which
At least one substituent MTwo Having. General formula (IV)
And six Rs bonded to the triphenylene ringThree Is the same
Represents an alkyl group or an aryl group which may be different,
At least one of which is a substituent MThree Having. General
In the formula (V), six Rs bonded to the triphenylene ringFour Is
Alkyl or aryl groups which may be the same or different
Wherein at least one of them is a substituent MFour Have
You. (5) The semiconductor is a fine particle semiconductor sensitized by a dye.
The photoelectric conversion element according to any one of (1) to (4),
Child. (6) Using the photoelectric conversion element described in (1) to (5)
A photoregenerative photoelectrochemical cell characterized in that:

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に本発明の半導体を用いた光
電変換素子および光再生型太陽電池について詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a photoelectric conversion element and a light-reproducing solar cell using a semiconductor of the present invention will be described in detail.

【0013】本発明において半導体はいわゆる感光体で
あり、光を吸収して電荷分離を行い電子と正孔を生ずる
役割を行う。半導体としてはシリコン、ゲルマニウムの
ような単体半導体の他に、金属のカルコゲニド(例えば
酸化物、硫化物、セレン化物等)に代表されるいわゆる
化合物半導体またはペロブスカイト等を使用することが
できる。金属のカルコゲニドとしては好ましくはチタ
ン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ハ
フニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、イ
ットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ、もしくは
タンタルの酸化物、カドミウム、亜鉛、鉛、銀、アンチ
モン、ビスマス等の硫化物、カドミウム、鉛等のセレン
化物、カドミウムのテルル化物等が挙げられ、他の化合
物半導体としては亜鉛、カリウム、インジウム、カドミ
ウム等のリン化物、ガリウムヒ素、銅−インジウム、セ
レン化物、銅−インジウム−硫化物等が挙げられる。ま
た、ペロブスカイトとしては好ましくはチタン酸ストロ
ンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ナトリウム、
チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム等が挙げられる。
In the present invention, the semiconductor is a so-called photoreceptor, and plays a role of absorbing light to separate electric charges to generate electrons and holes. As the semiconductor, a so-called compound semiconductor represented by a metal chalcogenide (for example, an oxide, a sulfide, a selenide, or the like), a perovskite, or the like can be used in addition to a simple semiconductor such as silicon or germanium. The metal chalcogenide is preferably titanium, tin, zinc, iron, tungsten, zirconium, hafnium, strontium, indium, cerium, yttrium, lanthanum, vanadium, niobium or tantalum oxide, cadmium, zinc, lead, silver, antimony , Sulfides such as bismuth, selenides such as cadmium and lead, and tellurides of cadmium. Other compound semiconductors include phosphides such as zinc, potassium, indium and cadmium, gallium arsenide, copper-indium and selenium. And copper-indium-sulfide. Further, as the perovskite, preferably strontium titanate, calcium titanate, sodium titanate,
Examples include barium titanate and potassium niobate.

【0014】本発明に用いられる半導体としてより好ま
しくは、具体的にはSi、TiO2、SnO2、Fe2O3 、WO3 、Zn
O 、Nb2O5 、CdS 、ZnS 、PbS 、Bi2S3 、CdSe、GaP 、
InP、GaAs、CdTe、CnTnS2、CnTnSe2 等が挙げられ、さ
らに好ましくはTiO2、ZnO 、SnO2、Fe2O3 、WO3 、Nb2O
5 、CdS 、PbS 、CdSe、InP 、GaAs、CnTnS2、CnInSe 2
等である。
It is more preferable that the semiconductor used in the present invention
Specifically, specifically, Si, TiOTwo, SnOTwo, FeTwoOThree, WOThree, Zn
O, NbTwoOFive, CdS, ZnS, PbS, BiTwoSThree, CdSe, GaP,
InP, GaAs, CdTe, CnTnSTwo, CnTnSeTwoAnd so on.
More preferably TiOTwo, ZnO, SnOTwo, FeTwoOThree, WOThree, NbTwoO
Five, CdS, PbS, CdSe, InP, GaAs, CnTnSTwo, CnInSe Two
And so on.

【0015】本発明に用いられる半導体は、単結晶で
も、多結晶でもよい。変換効率としては単結晶が好まし
いが、製造コスト、原材料確保、エネルギーペイバック
タイム等の点では多結晶が好ましく、特にナノメートル
からマイクロメートルサイズの微粒子半導体が好まし
い。
The semiconductor used in the present invention may be single crystal or polycrystal. Although a single crystal is preferable as the conversion efficiency, a polycrystal is preferable in terms of manufacturing cost, securing of raw materials, energy payback time, and the like, and a fine particle semiconductor having a nanometer to micrometer size is particularly preferable.

【0016】さらに微粒子半導体としては色素により増
感されて用いられることが好ましく、その際は金属酸化
物が好ましく、具体的にはTiO2、ZnO 、SnO2、Fe2O3
WO3、Nb2O5 が好ましく、TiO2がより好ましい。
Further, the fine particle semiconductor is preferably used after being sensitized with a dye, and in that case, a metal oxide is preferable. Specifically, TiO 2 , ZnO, SnO 2 , Fe 2 O 3 ,
WO 3 and Nb 2 O 5 are preferred, and TiO 2 is more preferred.

【0017】以下に、色素で増感された半導体微粒子を
用いた本発明の光電変換素子または光再生型光電気化学
電池について詳しく述べる。本発明の色素増感光電変換
素子は導電性支持体、導電性支持体上に塗設される色素
の吸着した半導体微粒子の層(感光層)、円盤状化合物
からなる電荷輸送層、および対電極から構成されること
が好ましい。
Hereinafter, a photoelectric conversion element or a photoregeneration type photoelectrochemical cell of the present invention using semiconductor fine particles sensitized with a dye will be described in detail. The dye-sensitized photoelectric conversion device of the present invention comprises a conductive support, a layer of semiconductor fine particles having a dye adsorbed thereon (photosensitive layer), a charge transport layer made of a discotic compound, and a counter electrode. Preferably.

【0018】導電性支持体は、金属のように支持体その
ものに導電性があるものか、または表面に導電剤層を有
するガラスもしくはプラスチックの支持体を使用するこ
とができる。後者の場合好ましい導電剤としては金属
(例えば白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、
インジウム等)、炭素、もしくは導電性の金属酸化物
(インジウム−スズ複合酸化物、酸化スズにフッ素をド
ープしたもの等)が挙げられる。この中でもフッ素をド
ーピングした二酸化スズからなる導電層を、低コストの
ソーダ石灰フロートガラスでできた透明基板上に堆積し
た導電性ガラスが特に好ましい。上記導電剤層の厚さ
は、0.02〜10μm 程度であることが好ましい。導
電性支持体は表面抵抗が低い程よい。好ましい表面抵抗
の範囲としては100Ω/cm2 以下であり、さらに好ま
しくは40Ω/cm2 以下である。
As the conductive support, a support such as a metal which has conductivity can be used, or a glass or plastic support having a conductive agent layer on its surface can be used. In the latter case, preferred conductive agents include metals (eg, platinum, gold, silver, copper, aluminum, rhodium,
Indium, etc.), carbon, or a conductive metal oxide (indium-tin composite oxide, tin oxide doped with fluorine, and the like). Among them, conductive glass in which a conductive layer made of tin dioxide doped with fluorine is deposited on a transparent substrate made of low-cost soda-lime float glass is particularly preferable. The conductive agent layer preferably has a thickness of about 0.02 to 10 μm. The lower the surface resistance of the conductive support, the better. The preferred range of the surface resistance is 100 Ω / cm 2 or less, and more preferably 40 Ω / cm 2 or less.

【0019】導電性支持体は実質的に透明である事が好
ましい。実質的に透明であるとは光の透過率が10%以
上である事を意味し、50%以上である事が好ましく、
70%以上が特に好ましい。透明導電性支持体としては
ガラスもしくはプラスチックに導電性の金属酸化物を塗
設したものが好ましい。このときの導電性の金属酸化物
の塗布量はガラスもしくはプラスチックの支持体1m2
たり0.01〜100gが好ましい。
Preferably, the conductive support is substantially transparent. Substantially transparent means that the light transmittance is 10% or more, preferably 50% or more,
70% or more is particularly preferred. As the transparent conductive support, glass or plastic coated with a conductive metal oxide is preferable. The amount of the conductive metal oxide applied at this time is preferably 0.01 to 100 g per 1 m 2 of a glass or plastic support.

【0020】これらの半導体微粒子の粒径は、投影面積
を円に換算したときの直径を用いた平均粒径で一次粒子
として5〜200nmであることが好ましく、特に8〜1
00nmであることが好ましい。
The particle size of these semiconductor fine particles is preferably 5 to 200 nm as primary particles, and particularly preferably 8 to 1 nm, as an average particle size using a diameter when the projected area is converted into a circle.
Preferably it is 00 nm.

【0021】半導体微粒子を導電性支持体上に塗設する
方法としては、半導体微粒子の分散液またはコロイド溶
液を導電性支持体上に塗布する方法、半導体微粒子の前
駆体を導電性支持体上に塗布し空気中の水分によって加
水分解して半導体微粒子膜を得る方法などが挙げられ
る。半導体微粒子の分散液を作成する方法としては乳鉢
ですり潰す方法、ミルを使って粉砕しながら分散する方
法、あるいは半導体を合成する際に溶媒中で微粒子とし
て析出させそのまま使用する方法等が挙げられる。分散
媒としては水または各種の有機溶媒(例えばメタノー
ル、エタノール、ジクロロメタン、アセトン、アセトニ
トリル、酢酸エチル等)が挙げられる。分散の際、必要
に応じてポリマー、界面活性剤、酸、もしくはキレート
剤などを分散助剤として用いてもよい。半導体微粒子は
多くの色素を吸着する事ができるように表面積の大きい
ものが好ましい。このため半導体微粒子層を支持体上に
塗設した状態での表面積は、投影面積に対して10倍以
上である事が好ましく、さらに100倍以上であること
が好ましい。この上限には特に制限はないが、通常10
00倍程度である。
The method of coating the semiconductor fine particles on the conductive support includes a method of coating a dispersion or a colloid solution of the semiconductor fine particles on the conductive support, and a method of coating the precursor of the semiconductor fine particles on the conductive support. A method of coating and hydrolyzing with water in the air to obtain a semiconductor fine particle film, and the like can be given. Examples of a method for preparing a dispersion of semiconductor fine particles include a method of grinding in a mortar, a method of dispersing while grinding using a mill, and a method of precipitating and using fine particles in a solvent when synthesizing a semiconductor. . Examples of the dispersion medium include water and various organic solvents (eg, methanol, ethanol, dichloromethane, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, etc.). At the time of dispersion, a polymer, a surfactant, an acid, a chelating agent, or the like may be used as a dispersing aid, if necessary. The semiconductor fine particles preferably have a large surface area so that many dyes can be adsorbed. Therefore, the surface area when the semiconductor fine particle layer is coated on the support is preferably 10 times or more, and more preferably 100 times or more with respect to the projected area. The upper limit is not particularly limited, but is usually 10
It is about 00 times.

【0022】一般に、半導体微粒子の層の厚みが増大す
るほど単位投影面積当たりの担持色素量が増えるため光
の捕獲率が高くなるが、生成した電子の拡散距離が増す
ため電荷再結合によるロスも大きくなる。したがって、
半導体微粒子層には好ましい厚さが存在するが、典型的
には0.1〜100μm である。光再生型光電気化学電
池として用いる場合は1〜30μm であることが好まし
く、3〜20μm であることがより好ましい。半導体微
粒子は支持体に塗布した後に粒子同士を電子的にコンタ
クトさせ、塗膜強度の向上や基板との密着性を向上させ
るために焼成することが好ましい。好ましい焼成温度の
範囲は40℃以上700℃未満である。また、焼成後、
半導体粒子の表面積を増大させたり、半導体粒子近傍の
純度を高め色素から半導体粒子への電子注入効率を高め
る目的で、例えば四塩化チタン水溶液を用いた化学メッ
キや三塩化チタン水溶液を用いた電気化学的メッキ処理
を行ってもよい。なお、半導体微粒子の支持体1m2当た
りの塗布量は0.5〜500g、さらには5〜100g
が好ましい。
In general, as the thickness of the layer of semiconductor fine particles increases, the amount of dye carried per unit projected area increases, so that the light capture rate increases. However, the diffusion distance of generated electrons increases, and the loss due to charge recombination also increases. growing. Therefore,
The semiconductor fine particle layer has a preferred thickness, but is typically 0.1 to 100 μm. When used as a photoregenerative photoelectrochemical cell, the thickness is preferably 1 to 30 μm, more preferably 3 to 20 μm. It is preferable that the semiconductor fine particles are applied to a support, then the particles are brought into electronic contact with each other, and baked to improve the strength of the coating film and the adhesion to the substrate. A preferable range of the firing temperature is 40 ° C. or more and less than 700 ° C. After firing,
For example, chemical plating using an aqueous solution of titanium tetrachloride or electrochemistry using an aqueous solution of titanium trichloride to increase the surface area of the semiconductor particles, increase the purity near the semiconductor particles, and increase the efficiency of electron injection from the dye into the semiconductor particles. A selective plating process may be performed. The coating amount of the semiconductor fine particles per 1 m 2 of the support is 0.5 to 500 g, and more preferably 5 to 100 g.
Is preferred.

【0023】本発明に使用する色素は金属錯体色素およ
び/もしくはポリメチン色素が好ましい。該色素は半導
体微粒子の表面に対する適当な結合基(interlocking gr
oup)を有していることが好ましい。好ましい結合基とし
ては、COOH基、シアノ基、PO 3H2 基、または、オキシ
ム、ジオキシム、ヒドロキシキノリン、サリチレートお
よびαケトエノレートのようなπ伝導性を有するキレー
ト化基が挙げられる。この中でもCOOH基、PO3H2 基が特
に好ましい。本発明に使用する色素が金属錯体色素の場
合、ルテニウム錯体色素である場合が好ましく、さらに
下記一般式(VI)で表される色素が好ましい。 一般式(VI) (Y)b RuBaBbBc bは0〜2であり、好ましくは2である。Ruはルテニ
ウムを表す。YはCl、SCN 、H2O 、Br、I 、CN、-NCO、
およびSeCNから選択される配位子である。Ba、Bb、
Bcはそれぞれ独立に以下のB−1〜B−8から選択さ
れる有機配位子である。
The dye used in the present invention is a metal complex dye or a metal complex dye.
And / or polymethine dyes are preferred. The dye is semiconductive
Suitable binding groups (interlocking gr
oup). A preferred linking group
COOH group, cyano group, PO ThreeHTwoGroup or oxy
, Dioxime, hydroxyquinoline, salicylate and
With π conductivity like α and α-keto enolate
And the like. Among them, COOH group, POThreeHTwoGroup is special
Preferred. When the dye used in the present invention is a metal complex dye,
Is preferably a ruthenium complex dye,
A dye represented by the following general formula (VI) is preferred. General formula (VI) (Y)bRuBaBbBcb is 0 to 2, preferably 2. Ru is Rutheni
Um. Y is Cl, SCN, HTwoO, Br, I, CN, -NCO,
And a ligand selected from SeCN. Ba, Bb,
Bc is independently selected from the following B-1 to B-8
Organic ligand.

【0024】[0024]

【化7】 Embedded image

【0025】[0025]

【化8】 Embedded image

【0026】ここでRaは水素原子、ハロゲン原子、炭
素原子数(以下C数という)1〜12個で置換もしくは
無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基を表
す。本発明に用いられるルテニウム錯体色素としては、
例えば、米国特許第4,927,721号、同4,68
4,537号、同5,084,365号、同5,35
0,644号、同5,463,057号、同5,52
5,440号および特開平7−249790号明細書に
記載の錯体色素が挙げられる。以下に本発明に使用する
金属錯体色素の好ましい具体例を示すが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。
Here, Ra represents a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, aralkyl group or aryl group having 1 to 12 carbon atoms (hereinafter referred to as C number). As the ruthenium complex dye used in the present invention,
For example, U.S. Patent Nos. 4,927,721 and 4,68.
4,537, 5,084,365, 5,35
0,644, 5,463,057, 5,52
And complex dyes described in JP-A-5-440 and JP-A-7-249790. Preferred specific examples of the metal complex dye used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0027】[0027]

【化9】 Embedded image

【0028】[0028]

【化10】 Embedded image

【0029】[0029]

【化11】 Embedded image

【0030】本発明に使用する色素がポリメチン色素で
ある場合、下記一般式(VII) もしくは一般式(VIII)で表
される色素が好ましい。 一般式(VII)
When the dye used in the present invention is a polymethine dye, a dye represented by the following formula (VII) or (VIII) is preferred. General formula (VII)

【0031】[0031]

【化12】 Embedded image

【0032】式中、Rb、Rfは水素原子、アルキル
基、アリール基、および複素環残基を、Rc〜Reは水
素原子もしくは置換基を表す。Rb〜Rfは互いに結合
して環を形成してもよい。X11、X12は窒素、酸素、硫
黄、セレン、テルルを表す。n 11およびn13は0〜2の
整数を、n12は1〜6の整数を表す。一般式(VII) で表
される化合物は分子全体の電荷に応じて対イオンを有し
てもよい。 一般式(VIII)
In the formula, Rb and Rf represent a hydrogen atom, an alkyl
A group, an aryl group, and a heterocyclic residue;
Represents an atom or a substituent. Rb to Rf are bonded to each other
To form a ring. X11, X12Is nitrogen, oxygen, sulfur
Represents yellow, selenium, tellurium. n 11And n13Is 0-2
An integer, n12Represents an integer of 1 to 6. Formula (VII)
Compounds have a counterion depending on the overall molecular charge
You may. General formula (VIII)

【0033】[0033]

【化13】 Embedded image

【0034】式中、Zaは含窒素複素環を形成するに必
要な非金属原子群を表す。Rgはアルキル基またはアリ
ール基である。Qは一般式(VIII)で表される化合物がメ
チン色素を形成するのに必要なメチン基またはポリメチ
ン基を表す。ただし、Za、RgおよびQは一般式(VII
I)で表される化合物が少なくとも一つの一般式(IX)で示
される置換基を有することを可能にする基を表す。X13
は電荷均衡対イオンを表し、nは分子の電荷を中和する
のに必要な0以上10以下の数を表す。 一般式(IX)
In the formula, Za represents a group of nonmetal atoms necessary for forming a nitrogen-containing heterocyclic ring. Rg is an alkyl group or an aryl group. Q represents a methine group or a polymethine group necessary for the compound represented by the general formula (VIII) to form a methine dye. However, Za, Rg and Q are represented by the general formula (VII
Represents a group that enables the compound represented by I) to have at least one substituent represented by the general formula (IX). X 13
Represents a charge-balancing counter ion, and n represents a number from 0 to 10 required to neutralize the charge of the molecule. General formula (IX)

【0035】[0035]

【化14】 Embedded image

【0036】式中、X14は酸素原子、硫黄原子またはア
ミノ基を示し、m1 は0または1である。m2 、m3
0または1であり、m2 またはm3 が0である場合一般
式(VIII)で示される置換基は負電荷を帯びる。以上のよ
うなポリメチン色素の具体例は M.Okawara, T.Kitao,
T.Hirasima, M.Matuoka著 Organic Colorants(Elsevie
r)等に詳しく記載されている。
In the formula, X 14 represents an oxygen atom, a sulfur atom or an amino group, and m 1 is 0 or 1. m 2 and m 3 are 0 or 1, and when m 2 or m 3 is 0, the substituent represented by the general formula (VIII) is negatively charged. Specific examples of such polymethine dyes are described in M. Okawara, T. Kitao,
Organic Colorants (Elsevie) by T. Hirasima, M. Matuoka
r) and so on.

【0037】以下に一般式(VII) および(VIII)で表され
るポリメチン色素の好ましい具体例を示すが、本発明は
これらに限定されるものではない。
Preferred specific examples of the polymethine dyes represented by formulas (VII) and (VIII) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0038】[0038]

【化15】 Embedded image

【0039】[0039]

【化16】 Embedded image

【0040】[0040]

【化17】 Embedded image

【0041】[0041]

【化18】 Embedded image

【0042】[0042]

【化19】 Embedded image

【0043】[0043]

【化20】 Embedded image

【0044】[0044]

【化21】 Embedded image

【0045】[0045]

【化22】 Embedded image

【0046】[0046]

【化23】 Embedded image

【0047】[0047]

【化24】 Embedded image

【0048】[0048]

【化25】 Embedded image

【0049】[0049]

【化26】 Embedded image

【0050】[0050]

【化27】 Embedded image

【0051】[0051]

【化28】 Embedded image

【0052】[0052]

【化29】 Embedded image

【0053】[0053]

【化30】 Embedded image

【0054】[0054]

【化31】 Embedded image

【0055】[0055]

【化32】 Embedded image

【0056】[0056]

【化33】 Embedded image

【0057】[0057]

【化34】 Embedded image

【0058】[0058]

【化35】 Embedded image

【0059】[0059]

【化36】 Embedded image

【0060】[0060]

【化37】 Embedded image

【0061】[0061]

【化38】 Embedded image

【0062】[0062]

【化39】 Embedded image

【0063】[0063]

【化40】 Embedded image

【0064】一般式(VII) および一般式(VIII)で表され
る化合物は、エフ・エム・ハーマー(F.M.Harmer)著「複
素サイクリック・コンパウンズ−シアニンダイズ・アン
ド・リレィティド・コンパウンズ(Heterocyclic Compou
nds-Cyanine Dyes and Related Compounds) 」、ジョン
・ウィリー・アンド・サンズ(John Wiley & Sons) 社−
ニューヨーク、ロンドン、1964年刊、デー・エム・
スターマー(D.M.Sturmer) 著「複素サイクリック・コン
パウンズ−スペシャル・トピックス・イン・複素サイク
リック・ケミストリー(Heterocyclic Compounds-Specia
l topics in heterocyclic chemistry) 」、第18章、
第14節、第482から515項、ジョン・ウィリー・
アンド・サンズ(John Wiley & Sons) 社−ニューヨー
ク、ロンドン、1977年刊、「ロッズ・ケミストリー
・オブ・カーボン・コンパウンズ(Rodd's Chemistry of
Carbon Compounds)」2nd.Ed.vol.IV, partB, 1977
年刊、第15章、第369から422項、エルセビア・
サイエンス・パブリック・カンパニー・インク(Elsevie
r Science Publishing Company Inc.)社刊、ニューヨー
ク、英国特許第1,077,611号などに記載の方法
に基づいて合成することができる。
The compounds represented by the general formulas (VII) and (VIII) can be obtained from FM Harmer, "Heterocyclic Compounds-Complex Cyclic Compounds-Cyanine Soybeans and Relativized Compounds".
nds-Cyanine Dyes and Related Compounds), John Wiley & Sons-
New York, London, 1964, DM
DMSturmer, `` Complex Cyclic Compounds-Special Topics in Complex Cyclic Chemistry (Heterocyclic Compounds-Specia)
l topics in heterocyclic chemistry) ", Chapter 18,
Section 14, Sections 482-515, John Willie
John Wiley & Sons, New York, London, 1977, "Rodd's Chemistry of Carbon Compounds"
Carbon Compounds) '' 2nd.Ed.vol.IV, partB, 1977
Annual, Chapter 15, Chapters 369-422, Elsevier
Science Public Company, Inc. (Elsevie
r Science Publishing Company Inc.), New York, UK Patent No. 1,077,611, and the like.

【0065】半導体微粒子に色素を吸着させるには色素
溶液中によく乾燥した半導体微粒子を数時間浸漬する方
法が一般的である。色素の吸着は室温で行ってもよい
し、特開平7−249790号に記載されているように
加熱還流して行ってもよい。色素の吸着は半導体微粒子
の塗布前に行っても塗布後に行ってもよい。また、半導
体微粒子と色素を同時に塗布して吸着させても良い。未
吸着の色素は洗浄によって除去することが望ましい。塗
布膜を焼成する場合の色素吸着は焼成後に行う事が好ま
しい。焼成後、塗布膜表面に水が吸着する前にすばやく
色素を吸着させるのが特に好ましい。吸着する色素は1
種類でもよいし、数種混合して用いてもよい。用途が光
再生型光電気化学電池である場合、光電変換の波長域を
できるだけ広くするように混合する色素が選ぶことがで
きる。
For adsorbing the dye on the semiconductor fine particles, a method of dipping well-dried semiconductor fine particles in a dye solution for several hours is general. The dye may be adsorbed at room temperature or may be heated and refluxed as described in JP-A-7-249790. The dye may be adsorbed before or after the application of the semiconductor fine particles. Further, the semiconductor fine particles and the dye may be simultaneously applied and adsorbed. It is desirable that unadsorbed dye be removed by washing. In the case of firing the coating film, the dye adsorption is preferably performed after firing. It is particularly preferable that the dye is quickly adsorbed after the firing and before the water is adsorbed on the coating film surface. The dye adsorbed is 1
They may be used alone or in combination. When the application is a photoregeneration type photoelectrochemical cell, a dye to be mixed can be selected so that the wavelength range of photoelectric conversion is as wide as possible.

【0066】また、会合など色素同士の相互作用を低減
する目的で無色の化合物を共吸着させてもよい。共吸着
させる疎水生化合物としてはカルボキシル基を有するス
テロイド化合物(例えばコール酸)等が挙げられる。色
素を吸着した後にアミン類を用いて半導体微粒子の表面
を処理してもよい。好ましいアミン類としてはピリジ
ン、4−tert−ブチルピリジン、ポリビニルピリジン等
が挙げられる。これらの液体の場合はそのまま用いても
よいし有機溶媒に溶解して用いてもよい。次に、本発明
の円盤状化合物またはその反応物を含む電荷輸送材料に
ついて詳細に説明する。
A colorless compound may be co-adsorbed for the purpose of reducing the interaction between dyes such as association. Examples of the hydrophobic raw compound to be co-adsorbed include steroid compounds having a carboxyl group (for example, cholic acid). After the dye is adsorbed, the surface of the semiconductor fine particles may be treated with amines. Preferred amines include pyridine, 4-tert-butylpyridine, polyvinylpyridine and the like. In the case of these liquids, they may be used as they are or may be used after being dissolved in an organic solvent. Next, the charge transport material containing the discotic compound of the present invention or a reactant thereof will be described in detail.

【0067】まず、以下に本発明の一般式(I)〜
(V)で表される化合物について詳しく説明する。ここ
で一般式(I)〜(V)で表される化合物がアルキル
基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルキレン基等
を有するとき、特に断りのない限りこれらは直鎖状でも
分岐鎖状でもよく、置換されていてもよい。また一般式
(I)〜(V)で表される化合物がアリール基、ヘテロ
環基、アリーレン基(2価の基)等を有するとき、特に
断りのない限り、これらは縮環していても置換されてい
てもよい。
First, general formulas (I) to (I) of the present invention will be described below.
The compound represented by (V) will be described in detail. Here, when the compounds represented by the general formulas (I) to (V) have an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an alkylene group and the like, these may be linear or branched unless otherwise specified. May be substituted. When the compounds represented by the general formulas (I) to (V) have an aryl group, a heterocyclic group, an arylene group (a divalent group) or the like, they may be condensed unless otherwise specified. It may be substituted.

【0068】本発明に用いられる円盤状コア部を有する
化合物についてまず説明する。円盤状の分子の母核部分
(コア部)を成す円盤状部分の形態的特徴は例えば、そ
の原形化合物である水素置換体について、以下のように
表現され得る。
The compound having a disc-shaped core used in the present invention will be described first. The morphological characteristics of the disk-shaped portion forming the mother nucleus portion (core portion) of the disk-shaped molecule can be expressed as follows, for example, for a hydrogen-substituted product as its original compound.

【0069】まず、分子の大きさを以下のようにして求
める。 1)該分子につき、できる限り平面に近い、好ましくは
平面分子構造を構築する。この場合、結合距離、結合角
としては、軌道の混成に応じた標準値を用いる事が好ま
しく、例えば日本化学会編、化学便覧改訂4版基礎編、
第II分冊15章(1993年刊 丸善)を参照すること
ができる。 2)前記1)で得られた構造を初期値として、分子軌道
法や分子力場法にて構造最適化する。方法としては例え
ばGaussian92、MOPAC93 、CHARMm/QUANTA 、MM3 が挙げ
られ、好ましくはGaussian92である。 3)構造最適化によって得られた構造の重心を原点に移
動させ、座標軸を慣性主軸(慣性テンソル楕円体の主
軸)にとる。 4)各原子にファンデルワールス半径で定義される球を
付与し、これによって分子の形状を記述する。 5)ファンデルワールス表面上で各座標軸方向の長さを
計測し、それらそれぞれをa、b、cとする。 以上の手順により求められたa、b、cをもちいて円盤
状の形態を定義すると、a≧b>cかつa≧b≧a/
2、好ましくはa≧b>cかつa≧b≧0.7aと表す
ことができる。また、b/2>cであることが好まし
い。
First, the size of the molecule is determined as follows. 1) Construct a nearly planar, preferably planar, molecular structure for the molecule. In this case, as the bond distance and bond angle, it is preferable to use standard values according to the orbital mixture. For example, the Chemical Society of Japan, the Chemical Handbook Revised 4th Edition, Basic Edition,
See Vol. II, Chapter 15 (Maruzen, 1993). 2) Using the structure obtained in 1) as an initial value, optimize the structure by a molecular orbital method or a molecular force field method. Examples of the method include Gaussian92, MOPAC93, CHARMm / QUANTA, and MM3, and preferably Gaussian92. 3) The center of gravity of the structure obtained by the structure optimization is moved to the origin, and the coordinate axis is set to the principal axis of inertia (the principal axis of the inertial tensor ellipsoid). 4) Each atom is given a sphere defined by a van der Waals radius, which describes the shape of the molecule. 5) Measure the length in the direction of each coordinate axis on the van der Waals surface, and let them be a, b, and c. When a disk-like form is defined using a, b, and c obtained by the above procedure, a ≧ b> c and a ≧ b ≧ a /
2, preferably a ≧ b> c and a ≧ b ≧ 0.7a. Further, it is preferable that b / 2> c.

【0070】円盤状化合物は、例えば、日本化学会編、
季刊化学総説No.22 「液晶の化学」第5章、第10章2
節(1994年刊、学会出版センター)、C.Destradeら
の研究報告、Mol.Cryst.Liq.Cryst.71巻、117 頁(1981
年)、B.Kohne らの研究報告、Angew.Chem. 96巻、70頁
(1984年)、J.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Soc.Chem.
Commun., 1794 頁(1985年)、J.Zhang, J.S.Mooreらの
研究報告、J.Am.Chem.Soc., 116 巻、2655頁(1994年)
に記載の母核化合物の誘導体が挙げられる。例えば、母
核化合物Dとしてはベンゼン誘導体、トリフェニレン誘
導体、トルキセン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポル
フィリン誘導体、アントラセン誘導体、アザクラウン誘
導体、シクロヘキサン誘導体、β−ジケトン系金属錯体
誘導体、ヘキサエチニルベンゼン誘導体、ジベンゾピレ
ン誘導体、コロネン誘導体およびフェニルアセチレンマ
クロサイクルの誘導体が挙げられる。さらに、日本化学
会編、「化学総説No.15 新しい芳香族の化学」(1977年
東京大学出版会刊)に記載の環状化合物およびそれらの
複素原子置換等電子構造体を挙げることができる。ま
た、上記金属錯体の場合と同様に、水素結合、配位結合
等により複数の分子の集合体を形成して円盤状の分子と
なるものでもよい。母核化合物Dとして好ましくは、ト
リフェニレンおよびトルキセンが挙げられ、トリフェニ
レンがより好ましい。請求項1の化合物にて光または熱
エネルギーを加えることにより反応して化学結合を生成
し得る置換基としては、例えば、S.R.サンドラーおよび
W.カロー(S.R.Sandler, W.Karo) 著、オーガニック・フ
ァンクショナル・グループ・プレパレーションズ(Organ
ic Functional Group Preparations) 第1巻および第2
巻(アカデミックプレス社、ニューヨーク、ロンドン
1968年刊)に記載の置換基を挙げることができる。それ
らのうち好ましくは、多重結合、オキシラン、アジリジ
ンであり、さらに好ましくはR.A.M.Hikmetらの研究報告
〔Macromolecules, 25巻、4194頁(1992年)〕及び〔Po
lymer, 34 巻、8号、1736頁(1993年)〕、D.J.Broer
らの研究報告〔Macromolecules, 26巻、1244頁(1993
年)〕に記載されているように、二重結合すなわちアク
リル基、ビニルエーテル基およびエポキシ基である。
Discotic compounds are described, for example, in Chemical Society of Japan,
Quarterly Chemistry Review No.22 "Chemistry of Liquid Crystal" Chapter 5, Chapter 10 2
Section (1994, Gakkai Shuppan Center), a research report by C. Destrade et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 71, 117 (1981)
Chem., 96, 70 (1984), JMLehn et al., J. Chem. Soc. Chem.
Commun., 1794 (1985), J. Zhang, JSMoore et al., J. Am. Chem. Soc., 116, 2655 (1994)
And derivatives of the mother nucleus compound described in (1). For example, as the core compound D, a benzene derivative, a triphenylene derivative, a truxene derivative, a phthalocyanine derivative, a porphyrin derivative, an anthracene derivative, an azacrown derivative, a cyclohexane derivative, a β-diketone metal complex derivative, a hexaethynylbenzene derivative, a dibenzopyrene derivative, Coronene derivatives and derivatives of phenylacetylene macrocycle. Further, there may be mentioned cyclic compounds and their heteroatom-substituted isoelectronic structures described in “Chemical Review No. 15 New Aromatic Chemistry” (edited by The Chemical Society of Japan) (published by The University of Tokyo Press, 1977). Further, as in the case of the above-described metal complex, an assembly of a plurality of molecules may be formed by hydrogen bonding, coordination bond, or the like to form a disk-shaped molecule. Preferred examples of the mother nucleus compound D include triphenylene and truxene, and triphenylene is more preferred. Examples of the substituent capable of forming a chemical bond by reacting by applying light or heat energy to the compound of claim 1 include, for example, SR Sandler and
Written by SRSandler, W. Karo, Organic Functional Group Preparations
ic Functional Group Preparations) Volumes 1 and 2
Volume (Academic Press, New York, London
1968). Among them, preferred are a multiple bond, oxirane, and aziridine. More preferred are the research reports of RAMHikmet et al. [Macromolecules, 25, 4194 (1992)] and [Po
lymer, Volume 34, Issue 8, 1736 (1993)], DJBroer
[Macromolecules, 26, 1244 (1993)
Years)], a double bond, ie, an acryl group, a vinyl ether group and an epoxy group.

【0071】本発明の請求項1の化合物としては、請求
項2の一般式(I)にて表されることがより好ましい。
一般式(I)にてDは分子の中心にあり、合計n個の置
換基A及び置換基(P−L)を放射状に配するn官能の
基を表す。Dとして好ましくは先述した円盤状化合物の
母核部分である。一般式(I)にてAは各々独立に反応
組成物の形成に寄与しない置換基を表し、好ましくはハ
ロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシ基などが
置換あるいは無置換のアルキル基、アリール基、アラル
キル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アリールア
ミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アリールオ
キシ基、アルコキシカルボニル基、ベンゾイルオキシ基
が挙げられる。一般式(I)にてnは3〜8の整数を表
し、kは1からnの整数を表す。
The compound of the first aspect of the present invention is more preferably represented by the general formula (I) of the second aspect.
In the general formula (I), D represents an n-functional group which is located at the center of the molecule and radially arranges a total of n substituents A and substituents (PL). D is preferably the mother nucleus of the discotic compound described above. In the general formula (I), A independently represents a substituent that does not contribute to the formation of the reaction composition, and is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group having a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group, or the like. Aralkyl, alkylthio, arylthio, arylamino, alkylamino, alkoxy, aryloxy, alkoxycarbonyl, and benzoyloxy groups. In the general formula (I), n represents an integer of 3 to 8, and k represents an integer of 1 to n.

【0072】一般式(I)にてLは反応性置換基Pと円
盤状母核Dを連結する基を表し、一般に化学結合やオキ
シ基よりも、重合により生じる体積ひずみを緩和しやす
い連結基が好ましい。具体的に好ましくは、炭素原子数
(以下C数と呼ぶ)1〜18のアルキレン基、C数1〜
18のアルキレンオキシ基、C数1〜18のアルキレン
チオ基、C数1〜18のアルキレンアミノ基、C数2〜
20のオリゴエチレンオキシ基、C数1〜18のアルキ
レンオキシカルボニル基、C数6〜26のフェニレン
基、C数6〜26のフェニレンオキシ基、C数6〜26
のフェニレンチオ基、C数6〜26のフェニレンアミノ
基、C数7〜26のフェニレンオキシカルボニル基等が
挙げられる。以下に連結基Lについての好ましい例を具
体的に挙げる。
In the general formula (I), L represents a group linking the reactive substituent P and the discotic mother nucleus D, and is generally a linking group which is easier to relax volumetric strain caused by polymerization than a chemical bond or an oxy group. Is preferred. Specifically, preferably, the alkylene group has 1 to 18 carbon atoms (hereinafter referred to as C number), and 1 to 1 carbon atoms.
An alkyleneoxy group of 18; an alkylenethio group of 1 to 18 carbon atoms; an alkyleneamino group of 1 to 18 carbon atoms;
20 oligoethyleneoxy groups, alkyleneoxycarbonyl groups having 1 to 18 carbon atoms, phenylene groups having 6 to 26 carbon atoms, phenyleneoxy groups having 6 to 26 carbon atoms, 6 to 26 carbon atoms
Phenylenethio group, a C6-C26 phenyleneamino group, a C7-26 phenyleneoxycarbonyl group, and the like. Preferred examples of the linking group L will be specifically described below.

【0073】[0073]

【化41】 Embedded image

【0074】連結基Lとしてより好ましくはアルキレン
基、アルキレンオキシ基、アルキレンチオ基、アルキレ
ンオキシカルボニル基、フェニレン基、フェニレンオキ
シ基、フェニレンオキシカルボニル基が挙げられる。一
般式(I)において、k個の反応性置換基Pは各々独立
に、イソシアナート、チオシアナート基、アミノ基、ア
ルキルアミノ基、アリールアミノ基、メルカプト基、ホ
ルミル基、アシル基、水酸基、カルボキシル基、スルホ
基、ホスホリル基、ハロカルボニル基、ハロスルホニル
基、ハロホスホリル基、アクリロイル基、メタアクリロ
イル基、クロトニル基、ビニルオキシ基、エポキシ基、
アセチレン基、プロパギル基、アレニル基、ジアセチレ
ン基を表す。一般式(I)における反応性置換基Pは各
々独立に重合性置換基M1 〜M4 のいずれかで表される
ことが好ましい。
The linking group L is more preferably an alkylene group, an alkyleneoxy group, an alkylenethio group, an alkyleneoxycarbonyl group, a phenylene group, a phenyleneoxy group, or a phenyleneoxycarbonyl group. In the general formula (I), k reactive substituents P are each independently an isocyanate, thiocyanate group, amino group, alkylamino group, arylamino group, mercapto group, formyl group, acyl group, hydroxyl group, carboxyl group , Sulfo group, phosphoryl group, halocarbonyl group, halosulfonyl group, halophosphoryl group, acryloyl group, methacryloyl group, crotonyl group, vinyloxy group, epoxy group,
Represents an acetylene group, a propargyl group, an allenyl group, or a diacetylene group. It is preferable that the reactive substituents P in the general formula (I) are each independently represented by any of the polymerizable substituents M 1 to M 4 .

【0075】[0075]

【化42】 Embedded image

【0076】重合性置換基M1 、M2 、M3 におけるR
11、R12、R13、R21、R22、R23、R31、R32、R33
はそれぞれ独立に水素原子またはアルキル基(好ましく
は炭素原子数(以後C数という)1〜12、例えばメチ
ル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、t−ブチ
ル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、2−クロ
ロエチル、3−メトキシエチル、メトキシエトキシエチ
ル)を表し、好ましくは水素原子またはC数1〜4の無
置換直鎖アルキル基を表す。R11、R12、R13、R21
22、R23、R31、R32、R33はともに水素原子である
ことが好ましい。M1 にてmは0または1を表すが、1
である方がより好ましい。
R in the polymerizable substituents M 1 , M 2 and M 3
11, R 12, R 13, R 21, R 22, R 23, R 31, R 32, R 33
Each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms (hereinafter referred to as C number), such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, t-butyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, 2-chloroethyl, 3-methoxyethyl, methoxyethoxyethyl), preferably a hydrogen atom or an unsubstituted linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 11 , R 12 , R 13 , R 21 ,
Preferably, R 22 , R 23 , R 31 , R 32 and R 33 are all hydrogen atoms. Although at M 1 m represents 0 or 1, 1
Is more preferable.

【0077】M4 にてR41は置換してもよいアルキル基
(好ましくはC数1〜12、例えばメチル、エチル、プ
ロピル、i−プロピル、t−ブチル、ブチル、ペンチ
ル、ヘキシル、オクチル、シクロヘキシル、2−エチル
ヘキシル、2−クロロエチル、3−メトキシエチル、2
−ヒドロキシエチル、メトキシエトキシエチル、ベンジ
ル、アリル)または置換してもよい、アリール基(例え
ばC数6〜18のフェニル、1−ナフチル、2−ナフチ
ル、4−プロピルフェニル、4−エトキシフェニル、4
−ペンチルオキシフェニル、3−ヒドロキシフェニル、
4−ビフェニル、3−アセチルオキシフェニル、2−ク
ロロフェニル)であり、好ましくはC数1〜6の無置換
直鎖アルキル基またはフェニル基である。一般式(I)
の化合物にて好ましくは円盤状母核Dがトリフェニレン
環であることが好ましく、さらに、一般式(II)〜
(V)で表される 2,3,6,7,10,11−ヘキサアルコキシト
リフェニレンまたはヘキサアリールオキシトリフェニレ
ンであることが、本発明の目的を達成するためにはより
好ましい。
In M 4, R 41 is an optionally substituted alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, i-propyl, t-butyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, cyclohexyl) , 2-ethylhexyl, 2-chloroethyl, 3-methoxyethyl, 2
-Hydroxyethyl, methoxyethoxyethyl, benzyl, allyl) or an optionally substituted aryl group (for example, phenyl having 1 to 18 carbon atoms, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 4-propylphenyl, 4-ethoxyphenyl,
-Pentyloxyphenyl, 3-hydroxyphenyl,
4-biphenyl, 3-acetyloxyphenyl, 2-chlorophenyl), and preferably an unsubstituted linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. General formula (I)
Preferably, the discotic nucleus D is a triphenylene ring, and the compounds of the general formulas (II) to (II)
2,3,6,7,10,11-hexaalkoxytriphenylene or hexaaryloxytriphenylene represented by (V) is more preferable for achieving the object of the present invention.

【0078】ここで一般式(II)〜(V)で表される本
発明の化合物について詳しく説明する。一般式(II)の
1 、一般式(III) のM2 、一般式(IV)のM3 、一般
式(V)のM4 はそれぞれ一般式(I)のM1 〜M4
同義である。
Now, the compounds of the present invention represented by formulas (II) to (V) will be described in detail. M 1 in the general formula (II), M 2, the general formula (IV) of M 3, M 1 ~M 4 synonymous of M 4 each of the general formula (V) (I) of general formula (III) It is.

【0079】一般式(II)〜(V) にてX1 〜X4 はそれぞ
れ独立に酸素または硫黄を表すが、X1 〜X4 にて6つ
のX1 〜X4 はすべて酸素が硫黄であることが好まし
い。その際X1 〜X4 は、光起電力の点ではすべて硫黄
であることが好ましく、光電流密度の点ではすべて酸素
であることが好ましい。一般式(II)にて6つのR1
同じでも異なってもよい、置換されてもよいアルキル基
またはアリール基を表すが、そのうち少なくとも一つは
置換基M1 を有する。ここでR1 はアルキル基であるこ
とが好ましく、6つのR1 がすべてM1を置換基として
有し、かつすべて同じであることが好ましい。
[0079] Formula (II) Although the X 1 to X 4 at ~ (V) each independently represent an oxygen or sulfur, X 1 to X 4 in six X 1 to X 4 are oxygen all sulfur Preferably, there is. In this case, X 1 to X 4 are preferably all sulfur in terms of photovoltaic power, and preferably all oxygen in terms of photocurrent density. In the general formula (II), six R 1 s may be the same or different and represent an alkyl group or an aryl group which may be substituted, and at least one of them has a substituent M 1 . Here, R 1 is preferably an alkyl group, and it is preferable that all six R 1 have M 1 as a substituent and are all the same.

【0080】一般式(III)にて6つのR2 は同じでも異
なってもよい、置換されてもよいアルキル基またはアリ
ール基を表すが、そのうち少なくとも一つは置換基M2
を有する。ここでR2 はアルキル基であることが好まし
く、6つのR2 がすべてM2を置換基として有し、かつ
すべて同じであることが好ましい。一般式(IV) にて6
つのR3 は同じでも異なってもよい、置換されてもよい
アルキル基またはアリール基を表すが、そのうち少なく
とも一つは置換基M3 を有する。ここでR3 はアルキル
基であることが好ましく、6つのR3 がすべてM3を置
換基として有し、かつすべて同じであることが好まし
い。
In the general formula (III), six R 2 's may be the same or different and each represents an alkyl group or an aryl group which may be substituted, at least one of which is a substituent M 2
Having. Here, R 2 is preferably an alkyl group, and it is preferable that all six R 2 have M 2 as a substituent and are all the same. 6 in general formula (IV)
One R 3 represents an alkyl group or an aryl group which may be the same or different and may be substituted, at least one of which has a substituent M 3 . Here, R 3 is preferably an alkyl group, and it is preferable that all six R 3 have M 3 as a substituent and are all the same.

【0081】一般式(V) にて6つのR4 は同じでも異
なってもよい、置換されてもよいアルキル基またはアリ
ール基を表すが、そのうち少なくとも一つは置換基M4
を有する。ここでR4 はアルキル基であることが好まし
く、6つのR4 がすべてM4を置換基として有し、かつ
すべて同じであることが好ましい。一般式(II)〜
(V)のR1 〜R4 にて末端置換基M1 〜M4 が置換し
てなる残基は好ましくはC数1〜12の置換してもよい
アルキレン基、またはC数6〜18の置換してもよいフ
ェニレン基である。なお、本発明では-(CH2)2OCH2-や-C
H2Ph- 、-PhCH2- 等も置換アルキレン基、置換フェニレ
ン基等にみなす。以下にその残基の好ましい例を具体的
に挙げる。
In the general formula (V), six R 4 's may be the same or different and each represents an alkyl group or an aryl group which may be substituted, at least one of which is a substituent M 4
Having. Here, R 4 is preferably an alkyl group, and it is preferable that all six R 4 have M 4 as a substituent and are all the same. General formula (II)
R 1 to R 4 at terminal substituent M 1 ~M 4 in which residues formed by substitution preferably having a C number of 1 to 12 which may be substituted alkylene group (V) or a C number 6 to 18, It is a phenylene group which may be substituted. In the present invention,-(CH 2 ) 2 OCH 2 -or -C
H 2 Ph-, -PhCH 2- and the like are also regarded as a substituted alkylene group, a substituted phenylene group and the like. Preferred examples of the residue are specifically described below.

【0082】[0082]

【化43】 Embedded image

【0083】一般式(II)のR1 、一般式(III) のR
2 、一般式(V)のR4 にて末端置換基M1 、M2 、M
4 がそれぞれ置換してなる残基は好ましくはC数1〜8
の無置換直鎖状アルキレン基であり、より好ましくはエ
チレン、プロピレン、ブチレン、ヘキシレンである。
R 1 of the general formula (II) and R 1 of the general formula (III)
2 , terminal substituents M 1 , M 2 and M at R 4 in the general formula (V)
The residue obtained by substituting 4 preferably has 1 to 8 C atoms
Is an unsubstituted linear alkylene group, more preferably ethylene, propylene, butylene and hexylene.

【0084】一般式(IV)のR3 にて末端置換基M3
置換してなる残基は好ましくはC数1〜8の無置換直鎖
状アルキレン基または置換アルキレン基であり、より好
ましくはエチレン、プロピレン、ブチレン、-(CH2)2OCH
2-、-(CH2)3OCH2-、-(CH2)4OCH2-である。本発明の化合
物としては、一般式(II)〜(V)のうち、一般式(I
I)、(III) 、(V)がより好ましく、一般式(III) 、
(V)がさらに好ましく、一般式(III) が特に好まし
い。
The residue obtained by substituting the terminal substituent M 3 with R 3 in the formula (IV) is preferably an unsubstituted linear alkylene group having 1 to 8 carbon atoms or a substituted alkylene group, more preferably Is ethylene, propylene, butylene,-(CH 2 ) 2 OCH
2 -,-(CH 2 ) 3 OCH 2- and-(CH 2 ) 4 OCH 2- . The compounds of the present invention include compounds represented by the general formula (I) among the general formulas (II) to (V):
I), (III), and (V) are more preferable, and the general formulas (III),
(V) is more preferred, and formula (III) is particularly preferred.

【0085】以下に本発明の一般式(I)または一般式
(II)〜(V)で表される化合物の具体例を示すが、本
発明はこれに限定されるものではない。
Specific examples of the compounds represented by formula (I) or formulas (II) to (V) of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0086】[0086]

【化44】 Embedded image

【0087】[0087]

【化45】 Embedded image

【0088】[0088]

【化46】 Embedded image

【0089】[0089]

【化47】 Embedded image

【0090】[0090]

【化48】 Embedded image

【0091】[0091]

【化49】 Embedded image

【0092】[0092]

【化50】 Embedded image

【0093】[0093]

【化51】 Embedded image

【0094】[0094]

【化52】 Embedded image

【0095】[0095]

【化53】 Embedded image

【0096】[0096]

【化54】 Embedded image

【0097】[0097]

【化55】 Embedded image

【0098】[0098]

【化56】 Embedded image

【0099】[0099]

【化57】 Embedded image

【0100】[0100]

【化58】 Embedded image

【0101】本発明の一般式(I)〜(V)で表される
化合物は液晶相、特にカラムナー液晶相またはディスコ
ティックネマチック液晶相をとるものが多い。本発明の
一般式(I)〜(V)で表される化合物は単独で用いら
れてもよいが、任意の比で混合して用いられてもよく、
本発明以外の種々の化合物と混合して用いられてもよ
い。例えば、界面活性剤等の低分子、ポリカーボナート
等の合成高分子、セルロース誘導体等の天然高分子由来
の化合物、液晶性、非液晶性のいずれでも良く、紫外線
硬化樹脂、熱硬化樹脂として用いられるモノマーなどの
分子間あるいは分子内に新たに結合を形成し得るもの、
キシレン等の容易には新たな結合を形成し得ないものの
いずれでも良い。混合組成物としては、特願平6−97
443号および特願平7−41276号明細書に記載の
円盤状化合物、更には特願平7−110511号、特願
平7−221186号、特願平7−222785号明細
書に記載の化合物を含んでもよい。本発明の材料は、例
えば鋳型を用いて種々の形状に成形して用いる、あるい
は膜状にして用いることが可能である。本発明の材料を
膜状にして用いる場合、蒸着法やスピンコート、ディッ
プコート、エクストルージョンコートなどの塗布法によ
り支持体上に薄膜として形成できる。膜厚としては0.
1μm 以上30μm 以下が好ましく、20μm 以下が好
ましい。
Many of the compounds represented by formulas (I) to (V) of the present invention have a liquid crystal phase, particularly a columnar liquid crystal phase or a discotic nematic liquid crystal phase. The compounds represented by the general formulas (I) to (V) of the present invention may be used alone, or may be used in a mixture at any ratio.
It may be used by mixing with various compounds other than the present invention. For example, it may be a low molecule such as a surfactant, a synthetic polymer such as polycarbonate, a compound derived from a natural polymer such as a cellulose derivative, a liquid crystal property, or a non-liquid crystal property, and may be used as an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin. Those that can form new bonds between or within molecules such as monomers,
Any material that cannot easily form a new bond, such as xylene, may be used. As a mixed composition, Japanese Patent Application No. Hei 6-97
443 and the discotic compounds described in Japanese Patent Application No. 7-41276, and further, the compounds described in Japanese Patent Application Nos. 7-110511, 7-221186, and 7-222785. May be included. The material of the present invention can be used after being molded into various shapes using a mold, for example, or in the form of a film. When the material of the present invention is used in the form of a film, it can be formed as a thin film on a support by a coating method such as evaporation, spin coating, dip coating, or extrusion coating. The film thickness is 0.
It is preferably 1 μm or more and 30 μm or less, more preferably 20 μm or less.

【0102】塗布の際には、該化合物を溶液とすること
が好ましいが、用いられる溶媒としては、沸点が大気圧
下30℃ないし200℃、好ましくは30℃ないし15
0℃、更に好ましくは30℃ないし130℃のものであ
る。例えば、2−ブタノン、2,4−ジメチル−3−ペ
ンタノン、酢酸エチル、1−ブタノール、フルオロベン
ゼン、1,2−ジメトキシエタン、アセトン、塩化メチ
レン等が挙げられる。
In coating, the compound is preferably in the form of a solution, and the solvent used is a solvent having a boiling point of 30 ° C. to 200 ° C. under atmospheric pressure, preferably 30 ° C. to 15 ° C.
The temperature is 0 ° C, more preferably 30 ° C to 130 ° C. Examples include 2-butanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, ethyl acetate, 1-butanol, fluorobenzene, 1,2-dimethoxyethane, acetone, methylene chloride and the like.

【0103】本発明で用いられる化合物が重合等により
新たな結合の形成が可能な置換基を有している場合、熱
あるいは光による結合形成が可能である。すなわち本発
明においては少なくとも片方の界面が気相と接した状態
即ち一般的な塗布法により適当な支持体上に該液晶薄膜
を形成し、乾燥後、液晶相形成温度範囲内の温度で、デ
ィスコティックネマティック相またはディスコティック
相を形成させつつ一定時間熱処理し、そのまま続いて熱
重合させるかまたは光架橋重合させて後冷却することに
よって所望の薄膜を得ることができる。
When the compound used in the present invention has a substituent capable of forming a new bond by polymerization or the like, a bond can be formed by heat or light. That is, in the present invention, the liquid crystal thin film is formed on a suitable support by a general coating method, in which at least one interface is in contact with the gas phase, and after drying, the disc is formed at a temperature within the liquid crystal phase formation temperature range. A desired thin film can be obtained by subjecting to heat treatment for a certain period of time while forming a tick nematic phase or discotic phase, followed by thermal polymerization or photocrosslinking polymerization, followed by cooling, followed by cooling.

【0104】本発明における光重合開始剤としては、α
−カルボニル化合物、アシロインエーテル、α−炭化水
素で置換された芳香族アシロイン化合物、多核キノン化
合物、トリアリールイミダゾールダイマー/p−アミノ
フェニルケトンの組み合わせ、アクリジン及びフェナジ
ン化合物、オキサジアゾール化合物等が挙げられる。本
発明における光開始剤系の量は、溶媒を除いた塗布組成
物の0.01%から20%の範囲で十分であり、更に好
ましくは0.5%から5%で良好な結果を得る。
In the present invention, the photopolymerization initiator is α
-Carbonyl compounds, acyloin ethers, aromatic acyloin compounds substituted with α-hydrocarbons, polynuclear quinone compounds, combinations of triarylimidazole dimers / p-aminophenyl ketone, acridine and phenazine compounds, oxadiazole compounds and the like. Can be In the present invention, the amount of the photoinitiator system in the range of 0.01% to 20% of the coating composition excluding the solvent is sufficient, and more preferably 0.5% to 5% to obtain good results.

【0105】エポキシ基の重合には、紫外線活性化カチ
オン触媒として、アリルジアゾニウム塩(ヘキサフルオ
ロフォスフェート、テトラフルオロボラート)、ジアリ
ルヨードニウム塩、VIa族アリロニウム塩(PF−6、
AsF6、SbF6のようなアニオンをもつアリルスル
ホニウム塩)が好ましく用いられる。また重合用の光線
としては、電子線、紫外線、可視光線、赤外線(熱線)
を必要に応じて用いることができるが、一般的には、紫
外線が用いられる。その光線としては、低圧水銀ランプ
(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラットライ
ト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライ
ドランプ)、ショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ラ
ンプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)が挙げら
れる。
For the polymerization of the epoxy group, allyldiazonium salts (hexafluorophosphate, tetrafluoroborate), diallyliodonium salts, group VIa allylonium salts (PF-6,
Allylsulfonium salts having anions such as AsF6 and SbF6) are preferably used. Light rays for polymerization include electron beam, ultraviolet ray, visible ray, infrared ray (heat ray).
Can be used as needed, but generally, ultraviolet rays are used. The light rays include low-pressure mercury lamps (germicidal lamps, fluorescent chemical lamps, brat lights), high-pressure discharge lamps (high-pressure mercury lamps, metal halide lamps), and short arc discharge lamps (ultra-high-pressure mercury lamps, xenon lamps, mercury xenon lamps). No.

【0106】[0106]

【化59】 Embedded image

【0107】熱により結合を形成せしめる場合、反応を
促進するための物質を添加することも可能である。例え
ば塩基、例えば水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化アンモニウムが挙げられる)、
アルコキシド(例えば、ナトリウムメトキシド、ナトリ
ウムエトキシド、カリウム−t−ブトキシドが挙げられ
る)、水素化金属(例えば、水素化ナトリウム、水素化
カルシウムが挙げられる)、アミン(例えば、ピリジ
ン、トリエチルアミン、ピペリジン、1,8−ジアザビ
シクロ〔5,4,0〕−7−ウンデセン(DBU)、テ
トラメチルブタンジアミン(TMBDA)、1,4−ジ
アザ〔2,2,2〕ビシクロオクタン(DABCO)が
挙げられる)、炭酸塩(例えば、炭酸ナトリウム、炭酸
カリウム、炭酸水素ナトリウムが挙げられる)、酢酸塩
(例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムが挙げられ
る)が挙げられる。
When a bond is formed by heat, a substance for accelerating the reaction can be added. For example, a base such as a hydroxide (eg, sodium hydroxide,
Potassium hydroxide and ammonium hydroxide),
Alkoxides (eg, sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium-t-butoxide), metal hydrides (eg, sodium hydride, calcium hydride), amines (eg, pyridine, triethylamine, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene (DBU), tetramethylbutanediamine (TMBDA), 1,4-diaza [2,2,2] bicyclooctane (DABCO)), Carbonates (for example, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogencarbonate) and acetates (for example, sodium acetate, potassium acetate).

【0108】また、例えば金属化合物(例えば、ジラウ
リン酸ジ−n−ブチルスズ、オクタン酸スズ、亜鉛アセ
チルアセトナートが挙げられる)が挙げられる。酸、例
えば鉱酸(例えば、硫酸、塩酸が挙げられる)、カルボ
ン酸(例えば、クロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、サリチ
ル酸およびその誘導体が挙げられる)、スルホン酸(例
えば、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−ト
ルエンスルホン酸が挙げられる)が挙げられる。
Further, for example, metal compounds (for example, di-n-butyltin dilaurate, tin octoate, zinc acetylacetonate) can be mentioned. Acids, such as mineral acids (eg, sulfuric acid, hydrochloric acid), carboxylic acids (eg, chloroacetic acid, trifluoroacetic acid, salicylic acid and derivatives thereof), sulfonic acids (eg, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid).

【0109】なお、重合は不活性ガス(例えばアルゴ
ン、ヘリウム、窒素)下で行われることが重合速度の点
で好ましい。本発明の電荷輸送材料は正孔輸送材料とし
ても電荷輸送材料としても用いることができるが、正孔
輸送材料として用いた方がより好ましい。
The polymerization is preferably carried out under an inert gas (eg, argon, helium, nitrogen) from the viewpoint of the polymerization rate. Although the charge transport material of the present invention can be used as both a hole transport material and a charge transport material, it is more preferable to use it as a hole transport material.

【0110】対向電極は光電気化学電池の正極として働
くものである。対向電極は通常前述の導電性支持体と同
義であるが、強度が十分に保たれるような構成では支持
体は必ずしも必要でない。ただし、支持体を有する方が
密閉性の点で有利である。感光層に光が到達するために
は、前述の導電性支持体と対向電極の少なくとも一方は
実質的に透明でなければならない。
The counter electrode serves as the positive electrode of the photoelectrochemical cell. The counter electrode is usually synonymous with the above-mentioned conductive support, but the support is not necessarily required in a configuration in which the strength is sufficiently maintained. However, having a support is advantageous in terms of hermeticity. In order for light to reach the photosensitive layer, at least one of the conductive support and the counter electrode described above must be substantially transparent.

【0111】光再生型光電気化学電池の対向電極として
は金属もしくは導電性の酸化物を蒸着したガラス、また
はプラスチックを使用でき、また、金属薄膜を1μm 以
下、好ましくは5〜200nmの範囲の膜厚になるよう
に、蒸着やスパッタリングなどの方法により形成して作
成することもきてる。本発明では白金を蒸着したガラス
もしくは蒸着やスパッタリングによって形成した金属薄
膜を対向電極とすることが好ましい。感光層は目的に応
じて設計され単層構成でも多層構成でもよい。一層の感
光層中の色素は一種類でも多種の混合でもよい。また、
本発明の光再生型光電気化学電池では構成物の酸化劣化
を防止するために電池の側面をポリマーや接着剤等で密
封してもよい。
Glass or plastic on which a metal or a conductive oxide is deposited can be used as the counter electrode of the photoregeneration type photoelectrochemical cell, and a metal thin film having a thickness of 1 μm or less, preferably 5 to 200 nm. It can also be formed by forming it by a method such as vapor deposition or sputtering so as to be thick. In the present invention, it is preferable that glass on which platinum is deposited or a metal thin film formed by deposition or sputtering is used as the counter electrode. The photosensitive layer is designed according to the purpose and may have a single-layer structure or a multilayer structure. The dye in one photosensitive layer may be one kind or a mixture of many kinds. Also,
In the photoregeneration type photoelectrochemical cell of the present invention, the side surface of the cell may be sealed with a polymer, an adhesive or the like in order to prevent oxidative deterioration of the components.

【0112】[0112]

【実施例】以下に本発明の光電変換素子および光再生型
光電気化学電池の作成方法について実施例によって具体
的に説明するが本発明はこれらに限定されない。
EXAMPLES Hereinafter, the method for producing the photoelectric conversion element and the photoreproducing type photoelectrochemical cell of the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0113】実施例1(二酸化チタン分散液の調製) 内側をテフロンコーティングした内容積200mlのステ
ンレス製ベッセルに二酸化チタン(日本アエロジル社 D
egussa P-25)15g、水45g、分散剤(アルドリッチ
社製、Triton X-100) 1g、直径0.5mmのジルコニア
ビーズ(ニッカトー社製)30gを入れ、サンドグライ
ンダーミル(アイメックス社製)を用いて1500rpm
にて2時間分散した。分散物からジルコニアビーズを濾
過して除いた。
Example 1 Preparation of Titanium Dioxide Dispersion Titanium dioxide (Nippon Aerosil Co., Ltd.
egussa P-25), 15 g of water, 1 g of a dispersant (manufactured by Aldrich, Triton X-100), 1 g, and 30 g of zirconia beads (manufactured by Nikkato) having a diameter of 0.5 mm were used. A sand grinder mill (manufactured by Imex) was used. 1500rpm
For 2 hours. The zirconia beads were removed from the dispersion by filtration.

【0114】実施例2(色素を吸着したTiO2電極(電極
A)の作製) フッ素をドープした酸化スズをコーティングした導電性
ガラス(旭硝子製 TCOガラスを20mm×20mmの大きさ
に切断加工したもの)の導電面側にガラス棒を用いて上
記の分散液を塗布した。この際導電面側の一部(端から
3mm)に粘着テープを張ってスペーサーとし、粘着テー
プが両端に来るようにガラスを並べて一度に8枚づつ塗
布した。塗布後、粘着テープを剥離し、室温で1日間風
乾した。次に、このガラスを電気炉(ヤマト科学製マツ
フル炉 FP-32型)に入れ、450℃にて30分間焼成し
た。ガラスを取り出し冷却した後、表2に示す本発明の
色素のエタノール溶液(3×10-4モル/リットル)に3時
間浸漬した。色素の染着したガラスを4−tert−ブチル
ピリジンに15分間浸漬した後、エタノールで洗浄し自
然乾燥させた。
Example 2 (Preparation of TiO 2 electrode adsorbing dye (electrode A)) Conductive glass coated with fluorine-doped tin oxide (TCO glass manufactured by Asahi Glass cut into a size of 20 mm × 20 mm) The above dispersion was applied to the conductive surface side of (2) using a glass rod. At this time, an adhesive tape was stretched on a part (3 mm from the end) on the conductive surface side to form a spacer, and glass was lined up so that the adhesive tape came to both ends and applied eight sheets at a time. After application, the adhesive tape was peeled off and air-dried at room temperature for one day. Next, the glass was placed in an electric furnace (Matsufuru furnace FP-32, manufactured by Yamato Scientific) and fired at 450 ° C. for 30 minutes. After the glass was taken out and cooled, it was immersed in an ethanol solution of the dye of the present invention shown in Table 2 (3 × 10 −4 mol / l) for 3 hours. The glass on which the dye was dyed was immersed in 4-tert-butylpyridine for 15 minutes, washed with ethanol and air-dried.

【0115】実施例3(本発明の化合物D−62、64の合
成)
Example 3 (Synthesis of compounds D-62 and 64 of the present invention)

【0116】[0116]

【化60】 Embedded image

【0117】特開平7−306317号に記載の方法に
より合成した 2,3,6,7,10,11−ヘキサヒドロキシトリフ
ェニレン1 9.0g(27.8mmol) 、クロライド2
B50g(0.332mol)、炭酸カリウム70.0g
(0.5mol)、ヨウ化ナトリウム7.5g(50mmol)
をジメチルアセトアミド200mlに溶解し、120℃に
て6時間攪拌した。冷却後、水、酢酸エチルを加えて分
液し、有機相を水で2回洗浄した。硫酸マグネシウムで
乾燥後濃縮し、シリカゲル−酢酸エチル:ヘキサン=
1:1→2:1カラムで精製し、ヘキサアセチルオキシ
体3B結晶25.1g(収率89.7%)を得た。
[0117] 9.0 g (27.8 mmol) of 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylene 1 synthesized by the method described in JP-A-7-306317, chloride 2
B50g (0.332mol), potassium carbonate 70.0g
(0.5 mol), 7.5 g (50 mmol) of sodium iodide
Was dissolved in 200 ml of dimethylacetamide and stirred at 120 ° C. for 6 hours. After cooling, water and ethyl acetate were added to carry out liquid separation, and the organic phase was washed twice with water. After drying over magnesium sulfate and concentrating, silica gel-ethyl acetate: hexane =
Purification by a 1: 1 → 2: 1 column gave 25.1 g (yield 89.7%) of hexaacetyloxy form 3B crystal.

【0118】3B 17.2g(17mmol)をエタノー
ル100mlに溶解し、そこに水酸化ナトリウム12.2
g(0.306mol)の水30ml溶液を加え2時間還流し
た。冷却後、塩酸を加えてpHを10とした後、食塩を
加え、酢酸エチルで3回抽出した。硫酸マグネシウムで
乾燥後濃縮し、ヘキサヒドロキシ体4B結晶11.5g
(89.4%)を得た。
17.2 g (17 mmol) of 3B was dissolved in 100 ml of ethanol, and sodium hydroxide 12.2 g was added thereto.
g (0.306 mol) in 30 ml of water was added and refluxed for 2 hours. After cooling, hydrochloric acid was added to adjust the pH to 10, then sodium chloride was added, and the mixture was extracted three times with ethyl acetate. After drying over magnesium sulfate and concentrating, 11.5 g of hexahydroxy form 4B crystals
(89.4%).

【0119】4B 3.78g(5mmol)、トリエチル
アミン10.2g(10.1mmol)、ニトロベンゼン
0.3gをジメチルアセトアミド50mlに溶解し、氷冷
下攪拌した。ここにアクリル酸クロライド5.43g
(60mmol)をゆっくり滴下し、さらに60℃にて1時
間攪拌した。水、酢酸エチルを加えて分液し、有機相を
水で2回洗浄したのち、開放系にて濃縮した。シリカゲ
ル−酢酸エチル:ヘキサン=1:2→1:1カラムで精
製し、メタノールから結晶化して、目的のD−64の白
色結晶3.95g(収率73.0%)を得た。 NMRスペクトル(CDCl3,δ,ppm) 1.95-2.15(24H,m,-C
H2CH2CH2CH2-) 、4.30(24H,m,-OCH2-)、5.82(6H,d,-CH=
CH2)、6.15(6H,d of d,-CH=CH2) 、6.44(6H,d,-CH=C
H2)、7.86(6H,S,aromatic) DSC及び偏光顕微鏡による相転移温度測定 ディスコティック液晶相→56℃→等方相
3.78 g (5 mmol) of 4B, 10.2 g (10.1 mmol) of triethylamine and 0.3 g of nitrobenzene were dissolved in 50 ml of dimethylacetamide and stirred under ice-cooling. Here, 5.43 g of acrylic acid chloride
(60 mmol) was slowly added dropwise, and the mixture was further stirred at 60 ° C. for 1 hour. Water and ethyl acetate were added for liquid separation, and the organic phase was washed twice with water and then concentrated in an open system. Purification by a silica gel-ethyl acetate: hexane = 1: 2 → 1: 1 column and crystallization from methanol gave 3.95 g (yield: 73.0%) of the target white crystal of D-64. NMR spectrum (CDCl 3 , δ, ppm) 1.95-2.15 (24H, m, -C
H 2 CH 2 CH 2 CH 2- ), 4.30 (24H, m, -OCH 2- ), 5.82 (6H, d, -CH =
CH 2 ), 6.15 (6H, d of d, -CH = CH 2 ), 6.44 (6H, d, -CH = C
H 2 ), 7.86 (6H, S, aromatic) Phase transition temperature measurement by DSC and polarizing microscope Discotic liquid crystal phase → 56 ℃ → isotropic phase

【0120】以下、クロライド2bのかわりに2aを用
いる以外は全く同様にして目的のD−62を合成するこ
とができる。
The desired D-62 can be synthesized in exactly the same manner except that 2a is used instead of chloride 2b.

【0121】D−62、NMRスペクトル(CDCl3,δ,p
pm) 2.32(12H,m,-CH2CH2CH2-) 、4.35(12H,m,-CH2O-)、
4.50(12H,m,-CH2O-)、5.85(6H,d,-CH=CH2)、6.18(6H,t
of t,-CH=CH2) 、6.47(6H,d,-CH=CH2)、7.88(6H,S,aroma
tic) DSC及び偏光顕微鏡による相転移温度測定 結晶相→76℃→ディスコティック液晶相→83℃→等
方相
D-62, NMR spectrum (CDCl 3 , δ, p
pm) 2.32 (12H, m, -CH 2 CH 2 CH 2 -), 4.35 (12H, m, -CH 2 O-),
4.50 (12H, m, -CH 2 O -), 5.85 (6H, d, -CH = CH 2), 6.18 (6H, t
of t, -CH = CH 2 ), 6.47 (6H, d, -CH = CH 2 ), 7.88 (6H, S, aroma
tic) Phase transition temperature measurement by DSC and polarization microscope Crystal phase → 76 ° C → Discotic liquid crystal phase → 83 ° C → Isotropic phase

【0122】実施例4(本発明の化合物D−100 の合
成)
Example 4 (Synthesis of Compound D-100 of the Present Invention)

【0123】[0123]

【化61】 Embedded image

【0124】トリフェニレン11 4.0g(17.5mmo
l) 、Fe 1.2gをニトロベンゼン140mlに溶
解、攪拌し、臭素25.2g(0.158mol) を滴下し、室
温にて3時間攪拌し、さらに205℃にて4時間加熱攪
拌した。冷却後エーテルを200ml加えて析出した結晶
を濾別し、エーテル、アセトンで洗浄して2,3,6,
7,10,11−ヘキサブロモトリフェニレン12の結晶1
2.1g(収率98.4%)を得た。
Triphenylene 11 4.0 g (17.5 mmo
l) 1.2 g of Fe was dissolved in 140 ml of nitrobenzene and stirred, and 25.2 g (0.158 mol) of bromine was added dropwise. The mixture was stirred at room temperature for 3 hours, and further heated and stirred at 205 ° C. for 4 hours. After cooling, 200 ml of ether was added, and the precipitated crystals were separated by filtration, washed with ether and acetone, and washed with 2,3,6,6.
Crystal of 7,10,11-hexabromotriphenylene 12
2.1 g (98.4% yield) was obtained.

【0125】ヘキサブロモトリフェニレン12 7.0
g(10mmol) 、2−メルカプトエタノール9.4g(0.
12mol)、t−ブトキシカリウム12.9g(0.115mol)
をDMI(1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン)
300mlに溶解し窒素雰囲気下、100℃にて5分加熱
攪拌した。ここにPd(Pph3)4 1.2g(1mmol) を加
え、さらに4時間100℃にて加熱攪拌した。冷却後水
600mlを加えて氷冷下攪拌して結晶を析出させ、濾別
し水洗した。この結晶をメタノール:塩化メチレン=
1:4混合溶媒に分散した後濾別して塩化メチレンにて
洗浄し、2,3,6,7,10,11−ヘキサ(2−ヒドロ
キシエチルチオ)トリフェニレン13の結晶4.40g
(収率64.2%)を得た。
Hexabromotriphenylene 12 7.0
g (10 mmol), 9.4 g of 2-mercaptoethanol (0.
12 mol), 12.9 g (0.115 mol) of potassium t-butoxide
With DMI (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone)
It was dissolved in 300 ml and heated and stirred at 100 ° C. for 5 minutes under a nitrogen atmosphere. 1.2 g (1 mmol) of Pd (Pph 3 ) 4 was added thereto, and the mixture was further heated and stirred at 100 ° C. for 4 hours. After cooling, 600 ml of water was added, and the mixture was stirred under ice cooling to precipitate crystals, which were separated by filtration and washed with water. The crystals are treated with methanol: methylene chloride =
After dispersing in a 1: 4 mixed solvent, the mixture was separated by filtration, washed with methylene chloride, and 4.40 g of 2,3,6,7,10,11-hexa (2-hydroxyethylthio) triphenylene 13 crystals were obtained.
(64.2% yield).

【0126】ヘキサ(2−ヒドロキシエチルチオ)トリ
フェニレン13 2.2g(3.2mmol)、トリエチルアミ
ン6.5g(64mmol) 、ニトロベンゼン0.5gをジメ
チルアセトアミド30mlに溶解し、氷冷下攪拌した。そ
こにアクリル酸クロライド4.63g(51.2mmol) をゆ
っくり滴下し、さらに60℃にて1時間攪拌した。水、
塩化メチレンを加えて分液し、有機相を水で2回洗浄し
た。開放系にて濃縮した後、シリカゲル−塩化メチレ
ン:酢酸エチル=10:1カラムで精製し、メタノール
から結晶化して目的のD−100 の白色結晶2.52g
(収率78.0%)を得た。 NMRスペクトル(CDCl3,δ,ppm) 3.47(12H,t,-SCH
2-)、4.46(12H,t,-CH2O-)、5.83(6H,d,-CH=CH2)、6.12
(6H,toft,-CH=CH2) 、6.47(6H,d,-CH=CH2)、8.72(6H,s,
aromatic) DSC及び偏光顕微鏡における相転移温度測定 結晶相→89℃→ディスコティック液晶相→104℃→
等方相
Hexa (2-hydroxyethylthio) triphenylene 13 2.2 g (3.2 mmol), triethylamine 6.5 g (64 mmol) and nitrobenzene 0.5 g were dissolved in dimethylacetamide 30 ml and stirred under ice-cooling. 4.63 g (51.2 mmol) of acrylic acid chloride was slowly added dropwise thereto, and the mixture was further stirred at 60 ° C. for 1 hour. water,
Methylene chloride was added for liquid separation, and the organic phase was washed twice with water. After concentration in an open system, the residue was purified on a silica gel-methylene chloride: ethyl acetate = 10: 1 column, and crystallized from methanol to obtain 2.52 g of the objective white crystal of D-100.
(78.0% yield). NMR spectrum (CDCl 3 , δ, ppm) 3.47 (12H, t, -SCH
2 -), 4.46 (12H, t, -CH 2 O -), 5.83 (6H, d, -CH = CH 2), 6.12
(6H, toft, -CH = CH 2 ), 6.47 (6H, d, -CH = CH 2 ), 8.72 (6H, s,
aromatic) Measurement of phase transition temperature by DSC and polarization microscope Crystal phase → 89 ℃ → Discotic liquid crystal phase → 104 ℃ →
Isotropic phase

【0127】実施例5(正孔輸送層の形成(A法)) 実施例2にて作製した色増感されたTiO2電極基板(2cm
×2cm)上に本発明の化合物D−62の酢酸エチル20wt
%溶液100μリットルを1000rpm にてスピンコートで
塗布してD−62の薄膜を作成した。乾燥後、メトラー社
製 FP-82ホットステージ上で85℃に加熱して等方相と
した後、70℃にて放置して過冷却状態にてディスコテ
ィック液晶相へと変化させた。
Example 5 (Formation of Hole Transport Layer (Method A)) The color-sensitized TiO 2 electrode substrate prepared in Example 2 (2 cm
× 2 cm) on the compound D-62 of the present invention in ethyl acetate 20 wt.
% Solution was applied by spin coating at 1000 rpm to form a thin film of D-62. After drying, it was heated to 85 ° C. on a Mettler FP-82 hot stage to make it an isotropic phase, and then left at 70 ° C. to change to a discotic liquid crystal phase in a supercooled state.

【0128】ここで紫外線照射装置(ULTRA-VIOLET PRO
DUCTS 社製 UVSL-588(16W)) を使用し、光源を膜から1
4cm離した状態にてアルゴン雰囲気下にて254nmの光
を5分光照射した。この状態ではディスコティック液晶
相の形態に変化は見られなかった。さらに120℃まで
昇温しても等方相に転移することはなく、また25℃に
冷却しても結晶相に転移することはなく、これはディス
コティック液晶相を保ったまま重合させることが出来た
ことを示している。なお、この膜は素子を作成するのに
十分な強固を有する。正孔輸送層の膜厚は2.0μm で
あった。以上のようにして色増感されたTiO2電極基板上
にD−62からなる正孔輸送層を作成した。
Here, an ultraviolet irradiation device (ULTRA-VIOLET PRO)
DUCTS UVSL-588 (16W)) and light source from film to 1
At a distance of 4 cm, 254 nm light was irradiated 5 times in an argon atmosphere. In this state, no change was observed in the morphology of the discotic liquid crystal phase. Further, even when the temperature is raised to 120 ° C., there is no transition to an isotropic phase, and even when the temperature is cooled to 25 ° C., there is no transition to a crystalline phase. It shows what was done. Note that this film has sufficient strength to form an element. The thickness of the hole transport layer was 2.0 μm. A hole transport layer made of D-62 was formed on the color-sensitized TiO 2 electrode substrate as described above.

【0129】D−62のかわりにD−64を用い、60℃に
加熱した後、過冷却での重合温度を30℃とした以外は
全く同様にして、電極基板上にD−64からなる正孔輸送
層を作成した。正孔輸送層の膜厚は2.0μm であっ
た。
D-64 was used in place of D-62, and after heating to 60 ° C., the same procedure was repeated except that the polymerization temperature was set to 30 ° C. by supercooling. A hole transport layer was created. The thickness of the hole transport layer was 2.0 μm.

【0130】さらにD−62のかわりにD−100 を用い、
酢酸エチルのかわりに塩化メチレンを用い、110℃に
加熱したあと、過冷却での重合温度を90℃とした以外
は全く同様にして、電極基板上にD−100 からなる正孔
輸送層を作成した。正孔輸送層の膜厚は2.0μm であ
った。
Further, D-100 was used in place of D-62,
A hole transport layer made of D-100 was formed on the electrode substrate in exactly the same manner except that methylene chloride was used in place of ethyl acetate and heating was performed at 110 ° C, and then the polymerization temperature during supercooling was changed to 90 ° C. did. The thickness of the hole transport layer was 2.0 μm.

【0131】実施例6(正孔輸送層の作成(B法)) 実施例5にて、本発明の化合物D−62、D−64、D−10
0 に対して3重量%の重合開始剤2,2′−アゾビス−
(2,4−ジメチルバレロニトリル)を添加し、光重合
させるかわりにアルゴン雰囲気下3時間熱重合させるこ
と以外は全く同様操作にて、それぞれD−62、D−64、
D−100 からなる正孔輸送層を電極基板上に作製した。
正孔輸送層の膜厚はいずれも2.0μm であった。
Example 6 (Formation of hole transport layer (Method B)) In Example 5, the compounds D-62, D-64 and D-10 of the present invention were prepared.
3% by weight, based on 0, of a polymerization initiator 2,2'-azobis-
(2,4-Dimethylvaleronitrile), D-62, D-64, D-64, D-64,
A hole transport layer made of D-100 was formed on the electrode substrate.
The thickness of each of the hole transport layers was 2.0 μm.

【0132】実施例7(対極の形成) 正孔輸送層の形成された色増感電極を真空蒸着装置〔日
本真空技術(株)製〕の基板ホルダーに固定した。この
後、モリブテン製ボートに金ワイヤー0.5gを入れた
のち、真空チャンバー内を1×10-4Paまで減圧して、
金を0.1nm/秒の蒸着速度で蒸着して膜厚50nmの対
極を作製し、目的とする光電変換素子を得た。
Example 7 (Formation of Counter Electrode) The color sensitizing electrode on which the hole transport layer was formed was fixed to a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus (manufactured by Nippon Vacuum Engineering Co., Ltd.). Then, after putting 0.5 g of gold wire into a molybdenum boat, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 1 × 10 −4 Pa,
Gold was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a counter electrode having a thickness of 50 nm, thereby obtaining a target photoelectric conversion element.

【0133】実施例8(光再生型太陽電池の作成) 上記の光電変換素子をこれと同じ大きさの白金蒸着ガラ
スと重ね合わせた(図1参照;光電変換素子の未塗布部
分を白金蒸着ガラスに接触させないようにずらしてあ
る)。実施例1〜7を色素と本発明の円盤状化合物の組
み合わせを表Aに記載されているように変更して行っ
た。
Example 8 (Preparation of a photo-regenerating solar cell) The above-mentioned photoelectric conversion element was superimposed on a platinum-deposited glass of the same size (see FIG. 1; So that it does not come into contact with). Examples 1 to 7 were carried out by changing the combination of the dye and the discotic compound of the present invention as described in Table A.

【0134】[0134]

【表1】 [Table 1]

【0135】[0135]

【表2】 [Table 2]

【0136】実施例9(光電変換効率の測定) 500Wのキセノンランプ(ウシオ製)の光をAM1.
0Gフィルター(Oriel 社製)およびシャープカットフ
ィルター(Kenko L-42) を通す事により紫外線を含まな
い模擬太陽光を発生させた。この光の強度は86mW/cm
2 であった。本発明の光電変換素子の導電性ガラスと白
金蒸着ガラスにそれぞれ、ワニ口クリップを接続し、模
擬太陽光を照射し、発生した電気を電流電圧測定装置
(ケースレーSMU238型) にて測定した。これにより求め
られた太陽電池の開放電圧、短絡電流密度、形状因子、
および変換効率と120時間連続照射後の短絡電流密度
および短絡電流密度の低下率を表Bに記載した。 〔比較例1〕比較用太陽電池A 実施例2で作製した色増感されたTiO2電極基板(2cm×
2cm)をこれと同じ大きさの白金蒸着ガラスと重ね合わ
せた(図1参照)。次に、両ガラスの隙間に毛細管現象
を利用して電解液(アセトニトリルとN−メチル−2−
オキサゾリジノンの体積比90対10の混合物を溶媒と
した沃素0.05モル/リットル、沃化リチウム0.5モル
/リットルの溶液)を染み込ませて比較用太陽電池を作製し
た。 〔比較例2〕比較用太陽電池B 前述の実施例と同様に色増感されたTiO2電極基板(2cm
×2cm)上に、ヘキサエチレングリコールメタクリル酸
エステル(日本油脂化学社製 ブレンマー PE350) 1g
と、エチレングリコール1gと、重合開始剤として、2
−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−
1−オン(日本チバガイギー社製 ダロキュア1173) 2
0mgを含有した混合溶液に、ヨウ化リチウム500mgを
溶解し10分間真空脱気して、塗布した。次に、前記の
混合溶液を塗布した多孔性物質を減圧下に置くことで、
多孔性物質中の気泡を除きモノマーの浸透を促した後、
紫外光照射により重合して高分子化合物の均一なゲルを
多孔性物質の細孔内に存在させた。このようにして得ら
れた物質をヨウ素雰囲気下に、30分間曝して高分子化
合物中にヨウ素を拡散させて比較用太陽電池Bを得た。
Example 9 (Measurement of Photoelectric Conversion Efficiency) The light of a 500 W xenon lamp (made by Ushio) was applied to AM1.
Simulated sunlight containing no ultraviolet rays was generated by passing through a 0G filter (manufactured by Oriel) and a sharp cut filter (Kenko L-42). The intensity of this light is 86 mW / cm
Was 2 . An alligator clip was connected to each of the conductive glass and the platinum-deposited glass of the photoelectric conversion element of the present invention, simulated sunlight was irradiated, and the generated electricity was measured with a current-voltage measuring device (Keisley SMU238 type). The open-circuit voltage, short-circuit current density, form factor,
Table B shows the conversion efficiency, the short-circuit current density after continuous irradiation for 120 hours, and the reduction rate of the short-circuit current density. [Comparative Example 1] Comparative solar cell A The color-sensitized TiO 2 electrode substrate (2 cm ×
2 cm) was overlaid with platinum-evaporated glass of the same size (see FIG. 1). Next, an electrolytic solution (acetonitrile and N-methyl-2-
A solar cell for comparison was manufactured by infiltrating a solution of 0.05 mol / l of iodine and 0.5 mol / l of lithium iodide using a mixture of oxazolidinone at a volume ratio of 90:10 as a solvent. [Comparative Example 2] Comparative solar cell B A color-sensitized TiO 2 electrode substrate (2 cm
1 g of hexaethylene glycol methacrylate (Blenmer PE350 manufactured by NOF CORPORATION)
, 1 g of ethylene glycol, and 2
-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-
1-one (Darocure 1173, manufactured by Nippon Ciba Geigy) 2
In a mixed solution containing 0 mg, 500 mg of lithium iodide was dissolved, degassed under vacuum for 10 minutes, and applied. Next, by placing the porous material coated with the mixed solution under reduced pressure,
After removing bubbles in the porous material and promoting the penetration of the monomer,
Polymerization was performed by irradiation with ultraviolet light, and a uniform gel of the polymer compound was present in the pores of the porous material. The substance thus obtained was exposed to an iodine atmosphere for 30 minutes to diffuse iodine into the polymer compound, thereby obtaining a comparative solar cell B.

【0137】[0137]

【表3】 [Table 3]

【0138】[0138]

【表4】 [Table 4]

【0139】比較例と比べ本発明の水準では光重合法、
熱重合法のどちらを用いて正孔輸送層を作成しても金属
錯体色素を用いても有機色素を用いても光電変換特性の
経時劣化が少ないことが明らかである。
Compared with the comparative examples, at the level of the present invention, the photopolymerization method
It is clear that deterioration of the photoelectric conversion characteristics with time is small regardless of which of the thermal polymerization methods is used to form the hole transport layer, the metal complex dye, and the organic dye.

【0140】[0140]

【発明の効果】本発明により電解液漏洩の心配がなく、
経時での特性劣化の少ない光電変換素子が得られた。
According to the present invention, there is no fear of electrolyte leakage,
A photoelectric conversion element with less deterioration in characteristics over time was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例で作成した光電気化学電池の層構成を示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a layer configuration of a photoelectrochemical cell prepared in an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導電性ガラス 2 導電層 3 TiO電極 4 色素層 5 正孔輸送層 6 対向電極 7 白金蒸着ガラス REFERENCE SIGNS LIST 1 conductive glass 2 conductive layer 3 TiO electrode 4 dye layer 5 hole transport layer 6 counter electrode 7 platinum-deposited glass

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体及び光または熱エネルギーにより
反応して化学結合を生成し得る置換基を有する円盤状化
合物またはその反応物を含む電荷輸送材料から構成され
ることを特徴とする光電変換素子。
1. A photoelectric conversion element comprising a semiconductor and a charge transporting material containing a discotic compound having a substituent capable of forming a chemical bond by reacting with light or heat energy or a reactant thereof.
【請求項2】 該電荷輸送材料に含まれる該円盤状化合
物が下記一般式(I)で表されることを特徴とする請求
項1記載の光電変換素子。 【化1】 式中、Pは反応性置換基を表し、Dは分子の中心にあ
り、合計n個の置換基A及び置換基(P−L)を放射状
に配するn官能の基を表す。(n−k)個のAは各々独
立に反応組成物の生成に寄与しない置換基を表し、Lは
各々独立に、PとDを連結する基もしくは化学結合を表
し、nは3〜8の整数を表し、kは1からnの整数を表
す。k個のPは各々独立に、イソシアナート基、チオシ
アナート基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールア
ミノ基、メルカプト基、ホルミル基、アシル基、水酸
基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホリル基、ハロカ
ルボニル基、ハロスルホニル基、ハロホスホリル基、ア
クリロイル基、メタアクリロイル基、クロトニル基、ビ
ニルオキシ基、エポキシ基、アセチレン基、プロパギル
基、アレニル基、ジアセチレン基を表す。
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the discotic compound contained in the charge transporting material is represented by the following general formula (I). Embedded image In the formula, P represents a reactive substituent, D represents an n-functional group located at the center of the molecule and radially distributing a total of n substituents A and substituents (PL). (Nk) A each independently represents a substituent that does not contribute to the formation of the reaction composition, L each independently represents a group or a chemical bond connecting P and D, and n represents 3 to 8 Represents an integer, and k represents an integer from 1 to n. k Ps are each independently an isocyanate group, a thiocyanate group, an amino group, an alkylamino group, an arylamino group, a mercapto group, a formyl group, an acyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfo group, a phosphoryl group, a halocarbonyl group. , A halosulfonyl group, a halophosphoryl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a crotonyl group, a vinyloxy group, an epoxy group, an acetylene group, a propargyl group, an allenyl group, and a diacetylene group.
【請求項3】 該一般式(I)において反応性置換基P
が各々独立に以下の重合性置換基M1 〜M4 のいずれか
で表されることを特徴とする請求項1記載の光電変換素
子。 【化2】 置換基M1 、M2 、M3 のR11、R12、R13、R21、R
22、R23、R31、R32、R33はそれぞれ独立に水素原子
またはアルキル基を表す。置換基M4 においてR41は水
素原子、アルキル基、アリール基を表す。置換基M1
てmは0または1を表す。
3. A compound of the formula (I) wherein a reactive substituent P
Is independently represented by any one of the following polymerizable substituents M 1 to M 4 . Embedded image R 11 , R 12 , R 13 , R 21 , R 21 of the substituents M 1 , M 2 , M 3
22 , R 23 , R 31 , R 32 and R 33 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. In the substituent M 4 , R 41 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group. In the substituent M 1, m represents 0 or 1.
【請求項4】 下記一般式(II)〜(V)にて表される
化合物またはその重合物を含むことを特徴とする請求項
1記載の光電変換素子。 【化3】 一般式(II)〜(V)中、M1 〜M4 は一般式(I)と
同義である。X1 〜X 4 はそれぞれ独立に酸素または硫
黄を表す。一般式(II)中、トリフェニレン環に結合す
る6つのR1 は同じでも異なってもよいアルキル基また
はアリール基を表すが、そのうち少なくともひとつは置
換基M1 を有する。一般式(III)中、トリフェニレン環
に結合する6つのR2 は同じでも異なってもよいアルキ
ル基またはアリール基を表すが、そのうち少なくともひ
とつは置換基M2 を有する。一般式(IV) 中、トリフェ
ニレン環に結合する6つのR3 は同じでも異なってもよ
いアルキル基またはアリール基を表すが、そのうち少な
くともひとつは置換基M3 を有する。一般式(V) 中、
トリフェニレン環に結合する6つのR4 は同じでも異な
ってもよいアルキル基またはアリール基を表すが、その
うち少なくともひとつは置換基M4 を有する。
4. A compound represented by the following general formulas (II) to (V):
A compound comprising a compound or a polymer thereof.
2. The photoelectric conversion element according to 1. Embedded imageIn the general formulas (II) to (V), M1 ~ MFour Is represented by the general formula (I)
It is synonymous. X1~ X FourAre independently oxygen or sulfur
Represents yellow. In general formula (II), the compound binds to a triphenylene ring
6 R1 Is an alkyl group which may be the same or different, or
Represents an aryl group, at least one of which is substituted
Substitution M1 Having. In the general formula (III), a triphenylene ring
6 Rs that bind toTwo Is the same or different
Represents an aryl group or an aryl group, at least
And the substituent MTwo Having. In general formula (IV),
Six Rs attached to the Nylene ringThree May be the same or different
Represents an alkyl group or an aryl group.
At least one is a substituent MThree Having. In the general formula (V),
6 Rs attached to the triphenylene ringFour Are the same but different
Represents an alkyl group or an aryl group which may be
At least one of which is a substituent MFour Having.
【請求項5】 半導体が色素によって増感された微粒子
半導体であることを特徴とする請求項1〜4記載の光電
変換素子。
5. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the semiconductor is a fine particle semiconductor sensitized by a dye.
【請求項6】 請求項1〜5に記載された光電変換素子
を用いることを特徴とする光再生型光電気化学電池。
6. A photoregenerative photoelectrochemical cell using the photoelectric conversion element according to claim 1. Description:
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