JPH11329519A - Photocell - Google Patents

Photocell

Info

Publication number
JPH11329519A
JPH11329519A JP10117400A JP11740098A JPH11329519A JP H11329519 A JPH11329519 A JP H11329519A JP 10117400 A JP10117400 A JP 10117400A JP 11740098 A JP11740098 A JP 11740098A JP H11329519 A JPH11329519 A JP H11329519A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte
layer
conductive layer
electrode
photovoltaic cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10117400A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuaki Kobayashi
光明 小林
Hisatoshi Kobayashi
尚俊 小林
Takashi Harada
孝 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority to JP10117400A priority Critical patent/JPH11329519A/en
Publication of JPH11329519A publication Critical patent/JPH11329519A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocell capable of effectively preventing entrance of bubbles in an electrolyte layer and thickness change of the electrolyte layer generating when the photocell is bent. SOLUTION: In a photocell having (a) a light transmitting first conductive layer and a first electrode containing a semiconductor layer electrically connected to the first conductive layer, (b) a second electrode containing a second conductive layer, and (c) an oxidation-reduction electrolyte arranged between the semiconductor layer of the first electrode and the second conductive layer, and electrically connected to the semiconductor layer and the second conductive layer, the electrolyte layer is constituted with a gelled electrolyte film containing an electrolyte solution and a gelling agent polymer.

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、光電池に関し、さ
らに詳しく述べると、光電気化学反応を利用した、した
がって「電気化学太陽電池」とも呼ばれる光電池に関す
る。本発明の光電池は、特に、可撓性のフィルム状電池
への利用に適するように、電解質の形態を改良した光電
池に関する。
The present invention relates to photovoltaic cells, and more particularly to photovoltaic cells that utilize photoelectrochemical reactions and are therefore also referred to as "electrochemical solar cells." The photovoltaic cell of the present invention particularly relates to a photovoltaic cell in which the form of the electrolyte is improved so as to be suitable for use in a flexible film cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気化学太陽電池の名でも知られる光電
池として、たとえば、米国特許第5,350,644号
明細書に開示されたものが公知である。この光電池は、
通常、下記の手段: (a)光透過性の第1導電層と、その第1導電層と電気
的に接続された半導体層とを含む第1電極、(b)第2
導電層を含む第2電極、および(c)上記半導体層と上
記第2導電層との間に配置され、その半導体層と第2導
電層との両方に電気的に接続された酸化還元性の電解質
層、を有するように構成される。
2. Description of the Related Art A photovoltaic cell, also known as an electrochemical solar cell, is known, for example, from US Pat. No. 5,350,644. This photovoltaic cell
Generally, the following means: (a) a first electrode including a light-transmitting first conductive layer and a semiconductor layer electrically connected to the first conductive layer;
A second electrode including a conductive layer; and (c) a redox property disposed between the semiconductor layer and the second conductive layer and electrically connected to both the semiconductor layer and the second conductive layer. And an electrolyte layer.

【0003】この光電池の電解質層は、通常、第1電極
と第2電極とを対向させて配置した後、それらの間に形
成された比較的小さい隙間(通常、1mm以下)に液体
の電解質を流し込むことにより形成されているが、その
時に、電解質層に気泡が入りやすいという、製造上の困
難がある。一方、従来の液体電解質をそのまま用い、可
撓性のシート状光電池を製造することは非常に困難であ
る。可撓性のシート状光電池は、通常、第1導電層に接
着された可撓性支持体を含む第1電極と、第2導電層に
接着された可撓性支持体を含む第2電極との間に、電解
質層を配置することによって形成されているが、このよ
うにして製造されたシート状光電池は、それを比較的大
きく湾曲させた場合、電解質層が流動してその厚さが変
化し、起電力等の電池性能が低下するという問題を引き
起こしている。
The electrolyte layer of this photovoltaic cell usually has a first electrode and a second electrode arranged to face each other, and then a liquid electrolyte is filled in a relatively small gap (typically 1 mm or less) formed therebetween. It is formed by pouring, but at that time, there is a difficulty in production that bubbles easily enter the electrolyte layer. On the other hand, it is very difficult to manufacture a flexible sheet-shaped photovoltaic cell using a conventional liquid electrolyte as it is. Flexible sheet photovoltaic cells typically include a first electrode including a flexible support bonded to a first conductive layer, and a second electrode including a flexible support bonded to a second conductive layer. The electrolyte layer is formed by arranging an electrolyte layer between them.However, when the sheet-shaped photovoltaic cell manufactured in this manner is relatively curved, the electrolyte layer flows to change its thickness. However, this causes a problem that battery performance such as electromotive force is reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
したような従来の光電池の問題点を解決して、第1電極
と第2電極との間の隙間に電解質層を配置する際に、電
解質層に気泡が入ることを効果的に防止できるので製造
が容易であり、かつ、可撓性のシート状光電池を形成す
る場合でも、光電池を湾曲させた時の電解質層の厚さの
変化を効果的に防止し、起電力等の電池性能の低下を防
ぐことができる、改良された光電池を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the conventional photovoltaic cell and to dispose an electrolyte layer in a gap between the first electrode and the second electrode. In addition, since bubbles can be effectively prevented from entering the electrolyte layer, manufacturing is easy, and even when a flexible sheet-shaped photovoltaic cell is formed, a change in the thickness of the electrolyte layer when the photovoltaic cell is curved. An object of the present invention is to provide an improved photovoltaic cell capable of effectively preventing the occurrence of a battery and preventing a decrease in battery performance such as electromotive force.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、その第1の面において、下記の手
段: (a)光透過性の第1導電層と、その第1導電層と電気
的に接続された半導体層とを含む第1電極、(b)第2
導電層を含む第2電極、および(c)上記第1電極の半
導体層と上記第2導電層との間に配置され、その半導体
層と第2導電層との両方に電気的に接続された酸化還元
性の電解質層、を備えてなる光電池において、上記電解
質層が、電解質溶液と、ゲル化剤ポリマーとを含むゲル
化電解質膜からなることを特徴とする、光電池を提供す
る。
In order to achieve the above object, the present invention comprises, in a first aspect, the following means: (a) a light-transmitting first conductive layer and a first conductive layer; A first electrode including a layer and a semiconductor layer electrically connected thereto;
A second electrode including a conductive layer, and (c) disposed between the semiconductor layer of the first electrode and the second conductive layer, and electrically connected to both the semiconductor layer and the second conductive layer. A photovoltaic cell comprising a redox electrolyte layer, wherein the electrolyte layer comprises a gelled electrolyte membrane containing an electrolyte solution and a gelling agent polymer.

【0006】また、本発明は、その第2の面において、
下記の手段: (a)光透過性の第1導電層と、その第1導電層と電気
的に接続された半導体層とを含む第1電極、(b)第2
導電層を含む第2電極、および(c)上記第1電極の半
導体層と上記第2導電層との間に配置され、かつその半
導体層と第2導電層との両方に電気的に接続された酸化
還元性の電解質層、を備えてなる光電池において、上記
電解質層が、電解質溶液と、その電解質溶液を含浸して
保持する繊維質シートとを含む電解質シートからなるこ
とを特徴とする、光電池を提供する。
[0006] The present invention also provides, in a second aspect thereof,
The following means: (a) a first electrode including a light-transmissive first conductive layer and a semiconductor layer electrically connected to the first conductive layer;
A second electrode including a conductive layer; and (c) disposed between the semiconductor layer of the first electrode and the second conductive layer, and electrically connected to both the semiconductor layer and the second conductive layer. A photovoltaic cell comprising a redox electrolyte layer, wherein the electrolyte layer comprises an electrolyte sheet including an electrolyte solution and a fibrous sheet impregnated with and holding the electrolyte solution. I will provide a.

【0007】本発明により提供されるこれらの光電池に
おいて、第1電極(a)は、その第1導電層に接着され
た可撓性支持体をさらに含んでなり、かつ、第2電極
(b)は、その第2導電層に接着された可撓性支持体を
さらに含んでなるのが好ましい。
In these photovoltaic cells provided by the present invention, the first electrode (a) further comprises a flexible support adhered to the first conductive layer, and the second electrode (b) Preferably further comprises a flexible support adhered to the second conductive layer.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】引き続いて、本発明をその作用の
面および実施の形態について説明する。本発明の第1の
形態における光電池において、その電解質層は、電解質
溶液と、ゲル化剤ポリマーとを含むゲル化電解質膜から
なることを特徴としている。したがって、この電解質層
は、(1)その電解質としての性能を維持しつつ、
(2)その電解質層に対する気泡混入を効果的に防止で
き、また、(3)比較的大きく湾曲させて使用可能な可
撓性シート状光電池を形成することもできる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in terms of its operation and embodiments. In the photovoltaic cell according to the first embodiment of the present invention, the electrolyte layer is characterized by comprising a gelled electrolyte membrane containing an electrolyte solution and a gelling agent polymer. Therefore, this electrolyte layer (1) maintains its performance as an electrolyte,
(2) It is possible to effectively prevent air bubbles from being mixed into the electrolyte layer, and (3) it is possible to form a flexible sheet-shaped photovoltaic cell which can be used by being relatively curved.

【0009】この光電池の電解質層、すなわち、ゲル化
電解質膜は、たとえば、次のようにして形成することが
できる。まず、ゲル化剤ポリマーを、水のみからなる
か、または、水と水と相溶する有機溶剤との混合物から
なる水系溶媒に溶解させて溶液となし、その溶液にさら
に酸化還元剤を加えて、電解質層形成用の塗布液を用意
する。そして、この塗布液を所定の距離、すなわち、隙
間をおいて対向させた2枚の基材の間に流延して塗膜を
形成し、その塗膜をゲル化し、所定の厚さを有するゲル
化電解質膜を得る。ゲル化法は、たとえば、低温結晶法
が使用できる。
The electrolyte layer of this photovoltaic cell, that is, the gelled electrolyte membrane can be formed, for example, as follows. First, the gelling agent polymer is composed of water alone or dissolved in an aqueous solvent composed of a mixture of water and an organic solvent compatible with water to form a solution, and a redox agent is further added to the solution. Then, a coating liquid for forming an electrolyte layer is prepared. Then, the coating liquid is cast at a predetermined distance, that is, between two substrates opposed to each other with a gap therebetween to form a coating film, the coating film is gelated, and has a predetermined thickness. A gelled electrolyte membrane is obtained. As the gelling method, for example, a low-temperature crystallization method can be used.

【0010】本発明の光電池を形成するには、上記のよ
うにして得られたゲル化電解質膜からその両面にある基
材を除去し、2つの電極のうちの一方、すなわち、第1
電極の半導体層(または、後述する光増感層)の表面、
または第2電極の第2導電層の表面に配置し、他方の電
極を電解質膜の表面に配置する。したがって、第1電極
と第2電極との間の隙間に溶液を直接注入する必要がな
いので、電解質層に気泡が入ることを効果的に防止でき
る。また、電解質層がゲル化膜なので、流動性を可及的
に抑えることができ、可撓性のシート状光電池を構成し
た場合でも、光電池を湾曲させた時の電解質層の厚さの
変化を効果的に防止できる。
In order to form the photovoltaic cell of the present invention, the base material on both sides thereof is removed from the gelled electrolyte membrane obtained as described above, and one of the two electrodes, ie, the first
The surface of a semiconductor layer of the electrode (or a photosensitizing layer described later),
Alternatively, the second electrode is disposed on the surface of the second conductive layer, and the other electrode is disposed on the surface of the electrolyte membrane. Therefore, there is no need to directly inject the solution into the gap between the first electrode and the second electrode, so that bubbles can be effectively prevented from entering the electrolyte layer. In addition, since the electrolyte layer is a gelled film, the fluidity can be suppressed as much as possible, and even when a flexible sheet-shaped photovoltaic cell is configured, a change in the thickness of the electrolyte layer when the photovoltaic cell is curved can be prevented. It can be effectively prevented.

【0011】本発明の第2の形態における光電池におい
て、その電解質層は、電解質溶液と、その電解質溶液を
含浸して保持する繊維質シートとを含んでなる電解質シ
ートからなることを特徴としている。したがって、この
電解質層は、先に説明した第1の形態における光電池の
電解質層と同様、上記した特性(1)〜(3)を有する
ことができる。
[0011] In a photovoltaic cell according to a second aspect of the present invention, the electrolyte layer is characterized by comprising an electrolyte sheet comprising an electrolyte solution and a fibrous sheet impregnated with and holding the electrolyte solution. Therefore, this electrolyte layer can have the above-mentioned properties (1) to (3), similarly to the electrolyte layer of the photovoltaic cell in the first embodiment described above.

【0012】この光電池の電解質層、すなわち、電解質
シートは、たとえば、次のようにして形成することがで
きる。まず、溶媒に酸化還元剤を溶解させた電解質溶液
を用意する。そして、この電解質溶液を、和紙、織布、
不織布等のシート状の吸収体、すなわち繊維質シートに
含浸させて電解質シートを得る。繊維質シートは、たと
えば、和紙が好適である。なぜならば、和紙は、比較的
に厚さが薄く、かつ丈夫なものが容易に入手でき、含浸
された電解質溶液の保持性能も高いからである。
The electrolyte layer of the photovoltaic cell, that is, the electrolyte sheet, can be formed, for example, as follows. First, an electrolyte solution in which a redox agent is dissolved in a solvent is prepared. Then, this electrolyte solution is transferred to Japanese paper, woven cloth,
An electrolyte sheet is obtained by impregnating a sheet-shaped absorber such as a nonwoven fabric, that is, a fibrous sheet. As the fibrous sheet, for example, Japanese paper is suitable. This is because Japanese paper is relatively thin and durable, and is easily available, and has high retention of the impregnated electrolyte solution.

【0013】光電池を形成するには、上記のようにして
得られた電解質シートを、2つの電極のうちの一方、す
なわち、第1電極の半導体層の表面、または第2電極の
第2導電層の表面に配置し、他方の電極を電解質膜の表
面に配置する。したがって、第1電極と第2電極との間
の隙間に溶液を直接注入する必要がないので、電解質層
に気泡が入ることを効果的に防止できる。また、電解質
溶液の流動性を可及的に抑えることができ、可撓性のシ
ート状光電池を構成した場合でも、光電池を湾曲させた
時の電解質層の厚さの変化を効果的に防止できる。
To form a photovoltaic cell, the electrolyte sheet obtained as described above is placed on one of two electrodes, ie, the surface of the semiconductor layer of the first electrode, or the second conductive layer of the second electrode. And the other electrode is disposed on the surface of the electrolyte membrane. Therefore, there is no need to directly inject the solution into the gap between the first electrode and the second electrode, so that bubbles can be effectively prevented from entering the electrolyte layer. Further, the fluidity of the electrolyte solution can be suppressed as much as possible, and even when a flexible sheet-shaped photovoltaic cell is formed, a change in the thickness of the electrolyte layer when the photovoltaic cell is curved can be effectively prevented. .

【0014】本発明による可撓性のシート状光電池は、
電解質層として、上記のゲル化電解質膜または電解質シ
ートのいずれか一方を用いる。また、電解質層の流動性
をさらに効果的に抑えるために、ゲル化剤ポリマーを含
有する電解質溶液を繊維質シートに含浸させた後、電解
質をゲル化することもできる。次いで、本発明の光電池
をそれを構成する第1電極、第2電極および電解質層な
らびにそれらの要素を使用した光電池の形成について説
明する。第1電極 第1電極は、光透過性の第1導電層と、その第1導電層
と電気的に接続された半導体層とを含む構造を有する。
The flexible sheet-shaped photovoltaic cell according to the present invention comprises:
One of the above-mentioned gelled electrolyte membrane or electrolyte sheet is used as the electrolyte layer. In order to more effectively suppress the fluidity of the electrolyte layer, the electrolyte may be gelled after impregnating the fibrous sheet with an electrolyte solution containing a gelling agent polymer. Next, the formation of the photovoltaic cell of the present invention using the first electrode, the second electrode, and the electrolyte layer constituting the photovoltaic cell and their components will be described. First Electrode The first electrode has a structure including a light-transmitting first conductive layer and a semiconductor layer electrically connected to the first conductive layer.

【0015】第1導電層は、通常、ポリマーフィルム、
ガラス等の光透過性の支持体の表面に、導電性材料を塗
布するなどして形成する。第1導電層の形成のための導
電性材料としては、光透過性の観点から、ITO(イン
ジウム錫酸化物)または酸化錫が好適である。第1導電
層の厚みは、通常10nm〜1mmであり、また、その
表面抵抗値は、通常500Ω/□以下である。また、第
1導電層の光透過率は、通常70%以上である。なお、
「光透過率」なる語は、それを本願本明細書において使
用した場合、紫外/可視分光光度計を使用し、波長55
0nmの光を用いて測定された光透過率を意味する。
The first conductive layer usually comprises a polymer film,
It is formed by applying a conductive material to the surface of a light-transmitting support such as glass. As a conductive material for forming the first conductive layer, ITO (indium tin oxide) or tin oxide is preferable from the viewpoint of light transmittance. The thickness of the first conductive layer is usually 10 nm to 1 mm, and the surface resistance value is usually 500 Ω / □ or less. The light transmittance of the first conductive layer is usually 70% or more. In addition,
The term "light transmission", as used herein, refers to the use of an ultraviolet / visible spectrophotometer at a wavelength of 55
It means the light transmittance measured using 0 nm light.

【0016】さらに具体的に説明すると、第1導電層
は、蒸着、スパッタリング、ペーストの塗布等の通常の
成膜手段により形成する。たとえば、支持体の上に直接
設けたり、支持体の上にプライマー層を設けた後、その
プライマー層の上に導電層を形成したりして導電層を形
成することができる。また、プライマー層の代わりに、
支持体の表面にコロナ処理等の易接着処理を施しても良
い。あるいは、後述する光増感層の上に導電層を設けた
後、その上に、支持体を積層することもできる。さら
に、仮の基材の離型処理面に設けた導電層を、透明接着
剤を介して、支持体の表面に転写させることもできる。
このような仮の基材として、剥離紙、剥離フィルム、低
分子量ポリエチレンンフィルム等が使用できる。
More specifically, the first conductive layer is formed by ordinary film forming means such as vapor deposition, sputtering, and application of a paste. For example, a conductive layer can be formed by directly providing a support on a support or providing a primer layer on a support and then forming a conductive layer on the primer layer. Also, instead of the primer layer,
The surface of the support may be subjected to an easy adhesion treatment such as a corona treatment. Alternatively, after a conductive layer is provided on a photosensitizing layer described later, a support can be laminated thereon. Further, the conductive layer provided on the release-treated surface of the temporary substrate can be transferred to the surface of the support via a transparent adhesive.
As such a temporary base material, a release paper, a release film, a low molecular weight polyethylene film or the like can be used.

【0017】可撓性のシート状光電池を形成する場合、
光透過性の支持体として、たとえば、PET(ポリエチ
レンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレ
ート)等のポリエステル樹脂;ポリメチルメタクリレー
ト、変性ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂;
ポリフッ化ビニリデン、アクリル変性ポリフッ化ビニリ
デン等のフッ素樹脂;ポリカーボネート樹脂;塩化ビニ
ル系コポリマー等の塩化ビニル樹脂からなるフィルムが
使用できる。支持体は、単層フィルムを用いることもで
きるが、多層フィルムを用いることもできる。
When forming a flexible sheet-shaped photovoltaic cell,
As the light-transmitting support, for example, polyester resins such as PET (polyethylene terephthalate) and PEN (polyethylene naphthalate); acrylic resins such as polymethyl methacrylate and modified polymethyl methacrylate;
A film made of a fluororesin such as polyvinylidene fluoride or acryl-modified polyvinylidene fluoride; a polycarbonate resin; or a vinyl chloride resin such as a vinyl chloride copolymer can be used. As the support, a single-layer film can be used, but a multilayer film can also be used.

【0018】支持体の光透過率は、通常60%以上、好
適には70%以上である。また、支持体の厚みは、シー
ト状の光電池を形成する場合で、通常10〜1,000
μmである。また、本発明の効果を損なわない範囲にお
いて、支持体中に、紫外線吸収剤、吸湿剤、着色剤、蛍
光物質、燐光物質等の添加剤を含有させることもでき
る。
The light transmittance of the support is usually 60% or more, preferably 70% or more. The thickness of the support is usually 10 to 1,000 when forming a sheet-shaped photovoltaic cell.
μm. In addition, as long as the effects of the present invention are not impaired, the support may contain additives such as an ultraviolet absorber, a moisture absorbent, a coloring agent, a fluorescent substance, and a phosphorescent substance.

【0019】半導体層は、照射された光により励起さ
れ、正孔および自由電子を生成する働きを担う層であ
る。半導体層は、通常酸化チタン膜から形成される。酸
化チタン膜は、通常アナターゼ型の結晶構造を有する。
アナターゼ型の酸化チタン膜は、たとえば、チタンアル
コキシドをアルコールに溶解して形成した原料液を、第
1導電層の表面に塗布、乾燥した後、400〜500℃
で焼成して形成する。また、原料液として、チタニアの
微粒子の分散液や、チタンアルコキシドを加水分解して
できたチタニアゾル溶液も使用できる。原料液の塗布に
は、スピンコート、ディップコート、スプレーコート等
の通常の塗布方法が使用できる。さらに、上記原料液
に、ポリエチレングルコールを添加し、焼成後に多孔質
の酸化チタン膜が得られるようにしても良い。半導体層
の厚さは、通常10nm〜1mmである。なお、半導体
層は、本発明の効果を損なわない限り、酸化チタン膜に
限定されない。たとえば、酸化亜鉛膜、硫化カドミウム
膜等も好適に使用できる。
The semiconductor layer is a layer that is excited by the irradiated light and has a function of generating holes and free electrons. The semiconductor layer is usually formed from a titanium oxide film. The titanium oxide film usually has an anatase type crystal structure.
The anatase type titanium oxide film is formed, for example, by applying a raw material liquid formed by dissolving a titanium alkoxide in an alcohol to the surface of the first conductive layer, drying the coated liquid, and then heating at 400 to 500 ° C.
And formed by baking. As the raw material liquid, a dispersion liquid of fine particles of titania or a titania sol solution obtained by hydrolyzing titanium alkoxide can be used. An ordinary coating method such as spin coating, dip coating and spray coating can be used for coating the raw material liquid. Further, polyethylene glycol may be added to the raw material liquid so that a porous titanium oxide film can be obtained after firing. The thickness of the semiconductor layer is usually 10 nm to 1 mm. Note that the semiconductor layer is not limited to a titanium oxide film as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, a zinc oxide film, a cadmium sulfide film, or the like can be suitably used.

【0020】さらに、半導体層の励起作用を効果的に高
めるために、半導体層と電解質層との間に、光増感層を
配置することが好適である。光増感層は、たとえば感光
剤を含有する塗布液を、半導体層の表面に塗布、乾燥し
て設ける。このようにすれば、光増感層と半導体層とが
容易に電気的に接続できる。感光剤としては、種々の金
属錯体や有機色素が使用できる。金属錯体としては銅フ
タロシアニン、ルテニウム錯体、オスニム錯体等を、有
機色素としてはシアニン色素、メロシアニン系色素、キ
サンテン系色素、トリフェニルメタン色素等を、それぞ
れ用いることができる。光増感層の厚さは、通常100
nm以下である。また、光増感層用の塗布液の塗布に
は、スピンコート、ディップコート、スプレーコート等
の通常の塗布方法が使用できる。
Further, in order to effectively enhance the excitation action of the semiconductor layer, it is preferable to dispose a photosensitizing layer between the semiconductor layer and the electrolyte layer. The photosensitizing layer is provided by, for example, applying a coating solution containing a photosensitive agent on the surface of the semiconductor layer and drying the coating solution. In this case, the photosensitizing layer and the semiconductor layer can be easily electrically connected. Various metal complexes and organic dyes can be used as the photosensitive agent. As the metal complex, copper phthalocyanine, ruthenium complex, osmium complex and the like can be used, and as the organic dye, cyanine dye, merocyanine dye, xanthene dye, triphenylmethane dye and the like can be used. The thickness of the photosensitizing layer is usually 100
nm or less. In addition, the coating solution for the photosensitizing layer can be coated by a usual coating method such as spin coating, dip coating, spray coating and the like.

【0021】光増感層を用いた場合、通常、光増感層の
表面に電解質層を密着させ、その電解質層の表面に第2
電極を密着させ、本発明の光電池を形成する。この場
合、照射された光が光増感層を励起し、効率的に正孔お
よび自由電子を生成することができる。ただし、この場
合、半導体層は光透過性である必要がある。半導体層の
光透過率は、通常60%以上、好適には70%以上であ
る。
When a photosensitizing layer is used, usually, an electrolyte layer is brought into close contact with the surface of the photosensitizing layer, and a second layer is formed on the surface of the electrolyte layer.
The electrodes are brought into close contact to form the photovoltaic cell of the present invention. In this case, the irradiated light excites the photosensitizing layer, and can efficiently generate holes and free electrons. However, in this case, the semiconductor layer needs to be light-transmitting. The light transmittance of the semiconductor layer is usually 60% or more, preferably 70% or more.

【0022】光増感層は、半導体層に吸着されているの
が好適であり、特に、半導体層に感光剤(光増感剤)が
完全に吸着され、「感光剤が吸着した半導体層」と、電
解質層とが直接密着しているのが好適である。後者の場
合、光増感層の厚みは実質的にゼロである。また、半導
体層が多孔質酸化チタン膜である場合、上記のような感
光剤の吸着が効果的に行なえる。第2電極 第2電極も、上記した第1電極と同様にして形成でき
る。たとえば、支持体の表面に、導電性材料を塗布して
形成する。このような導電性材料としては、上記ITO
や酸化錫等の光透過性導電膜;金、白金等の金属膜;導
電性カーボン膜などの導電膜が使用できる。金属膜は、
たとえば、蒸着膜、スパッタ膜、または金属箔などであ
る。第2電極の厚みは、通常0.1〜1,000μmで
ある。
The photosensitizing layer is preferably adsorbed on the semiconductor layer. In particular, the photosensitizer (photosensitizer) is completely adsorbed on the semiconductor layer and the "semiconductor layer on which the photosensitizer is adsorbed" And the electrolyte layer are preferably in direct contact with each other. In the latter case, the thickness of the photosensitizing layer is substantially zero. When the semiconductor layer is a porous titanium oxide film, the adsorption of the photosensitive agent as described above can be effectively performed. Second electrode The second electrode can also be formed in the same manner as the first electrode described above. For example, a conductive material is applied to the surface of the support to form the support. Such conductive materials include the above-described ITO.
And a light-transmitting conductive film such as tin oxide; a metal film such as gold and platinum; and a conductive film such as a conductive carbon film. The metal film is
For example, a deposition film, a sputtered film, or a metal foil is used. The thickness of the second electrode is usually 0.1 to 1,000 μm.

【0023】第2電極が支持体を含む場合、第1電極と
同様のものが使用できる。また、可撓性のシート状光電
池を形成する場合、第2電極の支持体として、前述の樹
脂からなるフィルムが使用できる。支持体の厚みは、シ
ート状の光電池を形成する場合で、通常10〜1,00
0μmである。電解質層 電解質層は、上記の半導体層と第2電導電層との両方に
電気的に接続される。このような電気的接続の状態は、
通常、 1.電解質層が、半導体層と第2電導電層との両方に直
接接するような場合、または 2.光電池が電解質層と直接接する感光剤等を含む光増
感層をさらに含み、光増感層と半導体層とが直接接し、
かつ電解質層と第2導電層とが直接接するような場合、 のいずれか一方であると定義することができる。後者の
場合、光発電効果を効果的に高めることができるので、
好適である。
When the second electrode includes a support, the same as the first electrode can be used. When a flexible sheet-shaped photovoltaic cell is formed, a film made of the above-described resin can be used as a support for the second electrode. The thickness of the support is usually 10 to 1,000 when forming a sheet-shaped photovoltaic cell.
0 μm. Electrolyte layer The electrolyte layer is electrically connected to both the semiconductor layer and the second conductive layer. The state of such an electrical connection is
Usually, 1. 1. When the electrolyte layer is in direct contact with both the semiconductor layer and the second conductive layer, or The photovoltaic cell further includes a photosensitizing layer containing a photosensitizer or the like in direct contact with the electrolyte layer, wherein the photosensitizing layer and the semiconductor layer are in direct contact,
When the electrolyte layer and the second conductive layer are in direct contact with each other, it can be defined as one of the following. In the latter case, the photovoltaic effect can be effectively increased,
It is suitable.

【0024】電解質層を形成する電解質は、通常、酸化
還元剤から構成される。酸化還元剤としては、たとえ
ば、ヨウ素とテトラプロピルアンモニウムアイオダイド
との混合物が使用できる。また、この他に、ヨウ素とヨ
ウ化カリウムとの混合物も使用できる。ゲル化電解質膜
を形成する場合、たとえば、次のようにして形成するこ
とができる。まず、ゲル化剤ポリマーとしてのポリビニ
ルアルコールを、水とジメチルスルホキシドとの混合溶
媒に、加熱しながら溶解させ、ポリマー溶液を形成す
る。加熱は、たとえばオートクレーブ中で行い、加熱温
度は、通常80〜100℃である。次に、約30〜50
℃まで冷却したポリマー溶液に酸化還元剤を添加、溶解
させて原料溶液を調製する。最後に、この原料溶液を、
2枚の基材(仮の支持体)の間の隙間に流延し、また
は、基材上に塗布して形成した塗膜をゲル化してゲル化
電解質膜を得る。上記のような原料溶液を用いた場合の
ゲル化法は、塗膜を−10〜−30℃で冷却してゲル化
する、いわゆる低温結晶化法が好適である。これによ
り、所望の厚さのゲル化電解質膜が容易に形成できるか
らである。電解質膜の厚さは、通常0.01〜500μ
mである。また、ゲル化電解質膜中の酸化還元剤の量
は、電解質膜100gに対して通常0.1〜1モルであ
る。また、ゲル化剤ポリマーとして、ポリエチレンオキ
シド、ポリホスファゼン等のポリマーも使用できる。
The electrolyte forming the electrolyte layer is usually composed of a redox agent. As the redox agent, for example, a mixture of iodine and tetrapropylammonium iodide can be used. In addition, a mixture of iodine and potassium iodide can be used. When the gelled electrolyte membrane is formed, for example, it can be formed as follows. First, polyvinyl alcohol as a gelling agent polymer is dissolved in a mixed solvent of water and dimethyl sulfoxide while heating to form a polymer solution. The heating is performed, for example, in an autoclave, and the heating temperature is usually 80 to 100 ° C. Next, about 30-50
An oxidation-reduction agent is added to and dissolved in the polymer solution cooled to ° C to prepare a raw material solution. Finally, this raw material solution is
A coating film formed by casting in a gap between two substrates (temporary supports) or by coating on a substrate is gelled to obtain a gelled electrolyte membrane. The so-called low-temperature crystallization method in which the coating solution is cooled at −10 to −30 ° C. to form a gel when the raw material solution as described above is used is preferable. Thereby, a gelled electrolyte membrane having a desired thickness can be easily formed. The thickness of the electrolyte membrane is usually 0.01 to 500 μm.
m. The amount of the redox agent in the gelled electrolyte membrane is usually 0.1 to 1 mol per 100 g of the electrolyte membrane. Polymers such as polyethylene oxide and polyphosphazene can also be used as the gelling agent polymer.

【0025】光電池の形成の際には、上記のようにして
得られたゲル化電解質膜から基材を除去し、2つの電極
の間に挟むようにして配置し、第1電極、電解質膜およ
び第2電極の3者を互いに密着させて目的の光電池を形
成することができる。また、本発明の効果を損なわない
限り、2つの電極のうちの一方、すなわち、第1電極の
半導体層(または、前述の光増感層)の表面、または第
2電極の第2導電層の表面に、直接原料溶液を塗布し、
ゲル化して電解質膜を形成しても良い。
In forming the photovoltaic cell, the substrate is removed from the gelled electrolyte membrane obtained as described above, and the gelled electrolyte membrane is disposed between two electrodes, and the first electrode, the electrolyte membrane and the second The target photovoltaic cell can be formed by bringing the three electrodes into close contact with each other. In addition, as long as the effects of the present invention are not impaired, one of the two electrodes, that is, the surface of the semiconductor layer of the first electrode (or the photosensitizing layer described above) or the second conductive layer of the second electrode. Apply the raw material solution directly to the surface,
It may be gelled to form an electrolyte membrane.

【0026】一方、電解質シートを形成する場合、たと
えば、次のようにして形成することができる。まず、前
述の酸化還元剤(テトラプロピルアンモニウムアイオダ
イドとヨウ素)を、エチレンカーボネートとアセトニト
リルとの混合溶媒に溶かした電解質溶液を調製する。上
記混合溶媒は、上記酸化還元剤に対する溶解性が良好
で、揮発速度が比較的遅く、溶液中の酸化還元剤濃度の
変化を効果的に抑え、また、表面張力が比較的低く、溶
液の繊維質シートへの含浸が容易である点で好適であ
る。上記混合溶媒中のエチレンカーボネート(E)とア
セトニトリル(A)との重量比率(E:A)は、通常5
0:50〜90:10である。また、溶媒としては、上
記の混合溶媒の他、メタノールも使用でき、要は、ヨウ
素イオンを溶解(溶媒和)する溶媒であればいずれでも
使用できる。
On the other hand, when the electrolyte sheet is formed, for example, it can be formed as follows. First, an electrolyte solution is prepared by dissolving the above-described redox agent (tetrapropylammonium iodide and iodine) in a mixed solvent of ethylene carbonate and acetonitrile. The mixed solvent has good solubility in the redox agent, has a relatively low volatilization rate, effectively suppresses a change in the redox agent concentration in the solution, has a relatively low surface tension, and has a low fiber content. This is preferable in that the impregnation into the porous sheet is easy. The weight ratio (E: A) of ethylene carbonate (E) and acetonitrile (A) in the above mixed solvent is usually 5
0:50 to 90:10. In addition, as the solvent, methanol can be used in addition to the above-mentioned mixed solvent. In short, any solvent that can dissolve (solvate) iodide ions can be used.

【0027】次に、上記の電解質溶液を、和紙等の繊維
質シートに含浸させ、電解質シートを形成する。シート
への溶液の含浸は、たとえば、基材の上に広げて配置し
た繊維質シートに、所定量の電解質溶液を滴下して行な
うことができる。また、電解質溶液中に繊維質シートを
浸したり、繊維質シートを被塗布基材とし、刷毛、スプ
レー、ナイフコーター、ロールコータ等の塗布手段によ
り、電解質溶液を塗布して含浸させることもできる。繊
維質シートの厚さは、通常1〜1,000μmであり、
密度は、通常0.1〜5g/cm3 である。また、含浸
された電解質溶液中の酸化還元剤の量は、電解質溶液1
00gに対して通常0.1〜1モルであり、電解質溶液
の含浸量は、電解質シート1cm3 当たり、通常1〜1
0gである。
Next, a fibrous sheet such as Japanese paper is impregnated with the above-mentioned electrolyte solution to form an electrolyte sheet. The impregnation of the solution into the sheet can be performed, for example, by dropping a predetermined amount of an electrolyte solution on a fibrous sheet spread and arranged on a base material. Alternatively, the fibrous sheet may be immersed in the electrolyte solution, or the fibrous sheet may be used as a substrate to be applied, and the electrolyte solution may be applied and impregnated by applying means such as a brush, a spray, a knife coater, or a roll coater. The thickness of the fibrous sheet is usually 1 to 1,000 μm,
Density is usually 0.1-5 g / cm 3. The amount of the oxidation-reduction agent in the impregnated electrolyte solution is determined by the amount of the electrolyte solution 1
The amount of impregnation of the electrolyte solution is usually 1 to 1 mol per 1 cm 3 of the electrolyte sheet.
0 g.

【0028】光電池の形成の際には、上記のようにして
得られた電解質シートを、2つの電極の間に挟むように
して配置し、第1電極、電解質シートおよび第2電極の
3者を互いに密着させて目的の光電池を形成することが
できる。また、本発明の効果を損なわない限り、2つの
電極のうちの一方、すなわち、第1電極の半導体層(ま
たは、前述の光増感層)の表面、または第2電極の第2
導電層の表面に、繊維質シートを配置した後、直接電解
質溶液を塗布し、電解質シートを形成しても良い。
In forming a photovoltaic cell, the electrolyte sheet obtained as described above is disposed so as to be sandwiched between two electrodes, and the first electrode, the electrolyte sheet and the second electrode are adhered to each other. Thus, a desired photovoltaic cell can be formed. In addition, as long as the effect of the present invention is not impaired, one of the two electrodes, that is, the surface of the semiconductor layer of the first electrode (or the photosensitizing layer described above) or the second electrode of the second electrode.
After disposing the fibrous sheet on the surface of the conductive layer, the electrolyte solution may be directly applied to form the electrolyte sheet.

【0029】[0029]

【実施例】次いで、本発明をその実施例について説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はないことを理解されたい。実施例1 本例では、電解質層が、電解質溶液と、ゲル化剤ポリマ
ーとを含むゲル化電解質膜からなる形態の光電池を作製
した。
Next, the present invention will be described with reference to examples. It should be understood that the present invention is not limited to these examples. Example 1 In this example, a photovoltaic cell in which the electrolyte layer was formed of a gelled electrolyte membrane containing an electrolyte solution and a gelling agent polymer was produced.

【0030】ゲル化電解質膜の作製は、まず、重合度
1,750のポリビニルアルコール(PVA)0.5g
を、ジメチルスルホンキシドと水を7:3の重量割合で
混合した混合溶媒10mL(ミリリットル)に、121
℃のオートクレーブ中で30分間加熱しながら溶かし、
透明で粘性のある溶液を調製することによって作製し
た。得られたPVA溶液を40℃まで冷却した後、ヨウ
素0.025gと、ヨウ化テトラプロピルアンモニウム
0.78gとからなる酸化還元剤をこれに溶かし、電解
質層形成用の塗布液を調製した。この塗布液を、2枚の
基材の間の隙間に流延した後、冷凍庫内で−20℃の温
度で24時間冷却し、0.1mm厚のゲル化電解質膜を
得た。
First, 0.5 g of polyvinyl alcohol (PVA) having a polymerization degree of 1,750 was prepared.
Was added to 10 mL (milliliter) of a mixed solvent obtained by mixing dimethyl sulfoxide and water at a weight ratio of 7: 3.
Melt in an autoclave at 30 ° C for 30 minutes,
It was made by preparing a clear, viscous solution. After cooling the obtained PVA solution to 40 ° C., a redox agent composed of 0.025 g of iodine and 0.78 g of tetrapropylammonium iodide was dissolved therein to prepare a coating solution for forming an electrolyte layer. This coating solution was cast in a gap between the two substrates, and then cooled in a freezer at a temperature of -20 ° C for 24 hours to obtain a gelled electrolyte membrane having a thickness of 0.1 mm.

【0031】続いて、ITO膜付きガラス支持体〔旭硝
子社製、(品名)ITOガラス基板厚さ=約1.1m
m〕を用意し、そのITO膜上に、酸化チタン膜(光透
過性の半導体層)を次のようにして形成した。まず、
0.01モルのチタンアルコキシド〔和光純薬工業社
製、(品名)チタンテトライソプロポキシド No.207-0
8176〕と、0.01モルのテトラエタノールアミン(反
応抑制剤)を、60mLのイソプロピルアルコールに溶
かしたアルコール溶液を調製した。このアルコール溶液
を、上記ITO膜上にスピンコートした後、450℃の
オーブン中で焼結し、上記第1導電層と電気的に接続さ
れた半導体層を形成した。これにより、ガラス支持体/
第1導電層/半導体層をこの順に積層してなる積層体を
得た。
Subsequently, a glass support with an ITO film [made by Asahi Glass Co., Ltd., (product name) ITO glass substrate thickness = about 1.1 m]
m] was prepared, and a titanium oxide film (light-transmitting semiconductor layer) was formed on the ITO film as follows. First,
0.01 mol titanium alkoxide [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., (product name) titanium tetraisopropoxide No.207-0
8176] and 0.01 mol of tetraethanolamine (reaction inhibitor) dissolved in 60 mL of isopropyl alcohol to prepare an alcohol solution. This alcohol solution was spin-coated on the ITO film, and then sintered in an oven at 450 ° C. to form a semiconductor layer electrically connected to the first conductive layer. Thereby, the glass support /
A laminate was obtained by laminating the first conductive layer / semiconductor layer in this order.

【0032】さらに、ルテニム金属錯体と、シス−(S
CN)2 −ビス(2,2’−ビピリジル−4,4’−ジ
カルボキシレート)ルテニウム(II)とからなる感光剤
〔Solaronix社製、(品名)Ruthenium 535
〕を、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶
かした溶液を用意し、この溶液に上記積層体を浸漬して
上記半導体層に感光剤を吸着させた。上記のようにして
得られた半導体層は、多孔質酸化チタン膜であったの
で、感光剤の吸着は容易であった。これにより、ガラス
支持体/第1導電層/感光剤が吸着した半導体層をこの
順に積層してなる、第1電極を得た。
Further, a ruthenium metal complex and cis- (S
CN) 2 -bis (2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylate) ruthenium (II) [Ruthenium 535 (product name, manufactured by Solaronix)
Was dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF), and the laminate was immersed in this solution to adsorb a photosensitive agent to the semiconductor layer. Since the semiconductor layer obtained as described above was a porous titanium oxide film, adsorption of the photosensitive agent was easy. As a result, a first electrode was obtained in which the glass support / the first conductive layer / the semiconductor layer on which the photosensitive agent was adsorbed were laminated in this order.

【0033】第2電極は、第1電極の場合と同じITO
膜付きガラス支持体を用いた。上記第1電極の光増感層
の表面に、上記ゲル化電解質膜を貼り付け、その上に第
2電極を積層し、軽く圧接するだけで、電解質膜と2つ
の電極との間に気泡が入ることもなく、非常に容易に本
例の光電池を作製することができた。比較例1 電解質層を次のようにして形成した以外は実施例1と同
様にして、本例の光電池を作製した。
The second electrode is made of the same ITO as the first electrode.
A glass support with a membrane was used. The gelled electrolyte film is attached to the surface of the photosensitized layer of the first electrode, and the second electrode is laminated thereon, and only by light pressure contact, air bubbles are generated between the electrolyte film and the two electrodes. Without entering, the photovoltaic cell of this example could be produced very easily. Comparative Example 1 A photovoltaic cell of this example was produced in the same manner as in Example 1, except that the electrolyte layer was formed as follows.

【0034】まず、電解質溶液として、0.5モルのテ
トラプロピルアンモニウムアイオダイドと、0.04モ
ルのヨウ素とからなる酸化還元剤を、80容積%のエチ
レンカーボネ−トと、20容積%のアセトニトリルとの
混合溶媒に溶かしたものを用意した。次に、第1電極と
第2電極とを離して対向させ、その隙間に気泡が入らな
いように、注意深く少しずつ、電解質溶液を封入した。
なお、この液体の電解質層の厚みは0.1mmであっ
た。実施例2 本例では、電解質層が、電解質溶液と、その電解質溶液
を含浸して保持する繊維質シートとを含む電解質シート
からなる形態の光電池を作製した。次のようにして作製
した電解質シートを用いた以外は実施例1と同様にし
て、本例の光電池を作製した。
First, as an electrolyte solution, a redox agent consisting of 0.5 mol of tetrapropylammonium iodide and 0.04 mol of iodine was mixed with 80% by volume of ethylene carbonate and 20% by volume of ethylene carbonate. A solution dissolved in a mixed solvent with acetonitrile was prepared. Next, the first electrode and the second electrode were opposed to each other at a distance, and the electrolyte solution was carefully and gradually sealed so as to prevent air bubbles from entering the gap.
The thickness of the liquid electrolyte layer was 0.1 mm. Example 2 In this example, a photovoltaic cell in which an electrolyte layer was formed of an electrolyte sheet including an electrolyte solution and a fibrous sheet impregnated with and holding the electrolyte solution was manufactured. A photovoltaic cell of this example was produced in the same manner as in Example 1, except that the electrolyte sheet produced as described below was used.

【0035】まず、電解質溶液として、0.5モルのテ
トラプロピルアンモニウムアイオダイドと、0.04モ
ルのヨウ素とからなる酸化還元剤を、80容積%のエチ
レンカーボネ−トと、20容積%のアセトニトリルとの
混合溶媒に溶かしたものを用意した。次に、この電解質
溶液をガラスシャーレの中に入れ、厚さ24μm、密度
0.66g/cmの和紙を溶液に浸し、電解質溶液を
2.8g/cm3 の割合で含浸させ、電解質シートを作
製した。
First, as an electrolyte solution, a redox agent consisting of 0.5 mol of tetrapropylammonium iodide and 0.04 mol of iodine was mixed with 80% by volume of ethylene carbonate and 20% by volume of ethylene carbonate. A solution dissolved in a mixed solvent with acetonitrile was prepared. Next, this electrolyte solution was placed in a glass petri dish, Japanese paper having a thickness of 24 μm and a density of 0.66 g / cm was immersed in the solution, and the electrolyte solution was impregnated at a rate of 2.8 g / cm 3 to prepare an electrolyte sheet. did.

【0036】第1電極と第2電極との間に、上記電解質
シートを挟み、軽く圧接するだけで、電解質膜と2つの
電極との間に気泡が入ることもなく、非常に容易に本例
の光電池を作製することができた。比較例2 電解質層の厚みを24μmに変えた以外は比較例1と同
様にして、本例の光電池を作製した。 〔光電池の性能評価〕実施例1および2、ならびに比較
例1および2において作製した光電池について、その光
電流と起電力を、それぞれの光電池にその第1電極側か
らハロゲンランプを照射して測定した。なお、光電流と
起電力の測定は、電流計と電圧計のプローブを直接光電
池の電極に接続して実施した。また、測定用試料の平面
寸法は2cm×2cmであり、ハロゲンランプの出力
(ワット数)は、実施例1と比較例1の場合が360
W、実施例2と比較例2の場合が500Wであった。
The electrolyte sheet is sandwiched between the first electrode and the second electrode and pressed lightly, so that no air bubbles enter between the electrolyte membrane and the two electrodes. Was manufactured. Comparative Example 2 A photovoltaic cell of this example was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the thickness of the electrolyte layer was changed to 24 μm. [Evaluation of Photovoltaic Cell Performance] With respect to the photovoltaic cells produced in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the photocurrent and electromotive force were measured by irradiating each photocell with a halogen lamp from the first electrode side. . The measurement of the photocurrent and the electromotive force was performed by connecting the ammeter and voltmeter probes directly to the electrodes of the photovoltaic cell. The plane size of the measurement sample was 2 cm × 2 cm, and the output (wattage) of the halogen lamp was 360 in Example 1 and Comparative Example 1.
W, 500 W in Example 2 and Comparative Example 2.

【0037】実施例1と比較例1の光電流と起電力とを
比較すると、それぞれ、 実施例1: 光電流=2.60mA、起電力=0.59V、 比較例1: 光電流=2.23mA、起電力=0.40V、 であった。すなわち、本発明の第1形態の光電池の電池
性能は、従来の光電池のものと同等のレベルであり、し
かも、ゲル化電解質膜を用いたので、従来の光電池(比
較例1)の場合よりも製造が容易であった。また、ガラ
ス支持体をPETフィルム等の可撓性支持体に変え、可
撓性のシート状光電池を構成した場合でも、光電池を湾
曲させた時の電解質層の厚さの変化を効果的に防止でき
た。
When the photocurrent and the electromotive force of Example 1 and Comparative Example 1 were compared, Example 1: Photocurrent = 2.60 mA, electromotive force = 0.59 V, Comparative Example 1: Photocurrent = 2. 23 mA, electromotive force = 0.40 V. That is, the battery performance of the photovoltaic cell of the first embodiment of the present invention is at the same level as that of the conventional photovoltaic cell, and since the gelled electrolyte membrane is used, the cell performance is higher than that of the conventional photovoltaic cell (Comparative Example 1). Manufacturing was easy. In addition, even when the glass support is changed to a flexible support such as a PET film to form a flexible sheet-shaped photovoltaic cell, a change in the thickness of the electrolyte layer when the photovoltaic cell is curved is effectively prevented. did it.

【0038】さらに、実施例2と比較例2の光電流と起
電力とを比較すると、それぞれ、 実施例2: 光電流=1.31mA、起電力=0.26V、 比較例2: 光電流=1.05mA、起電力=0.29V、 であった。すなわち、本発明の第2形態の光電池の電池
性能は、従来の光電池のものと同等のレベルであり、し
かも、電解質シートを用いたので、従来の光電池(比較
例2)の場合よりも製造が容易であった。また、ガラス
支持体をPETフィルム等の可撓性支持体に変え、可撓
性のシート状光電池を構成した場合でも、光電池を湾曲
させた時の電解質層の厚さの変化を効果的に防止でき
た。
Further, comparing the photocurrent and the electromotive force of Example 2 and Comparative Example 2, it can be seen that Example 2: Photocurrent = 1.31 mA, Electromotive force = 0.26 V, Comparative Example 2: Photocurrent = 1.05 mA, electromotive force = 0.29 V. That is, the battery performance of the photovoltaic cell according to the second embodiment of the present invention is at the same level as that of the conventional photovoltaic cell, and since the electrolyte sheet is used, the production is smaller than that of the conventional photovoltaic cell (Comparative Example 2). It was easy. In addition, even when the glass support is changed to a flexible support such as a PET film to form a flexible sheet-shaped photovoltaic cell, a change in the thickness of the electrolyte layer when the photovoltaic cell is curved is effectively prevented. did it.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、光電池を作製するに際して、第1電極と第2電極と
の間の隙間に電解質層を配置する際に、電解質層に気泡
が入ることを効果的に防止できるので製造が容易であ
り、かつ、可撓性のシート状光電池を形成する場合で
も、光電池を湾曲させた時の電解質層の厚さの変化を効
果的に防止することができ、起電力等の電池性能の低下
を防ぐことが可能である。
As described above, according to the present invention, when the photovoltaic cell is manufactured, when the electrolyte layer is arranged in the gap between the first electrode and the second electrode, bubbles are generated in the electrolyte layer. It can be effectively prevented from entering, so that it is easy to manufacture, and even when a flexible sheet-shaped photovoltaic cell is formed, a change in the thickness of the electrolyte layer when the photovoltaic cell is curved is effectively prevented. It is possible to prevent a decrease in battery performance such as electromotive force.

フロントページの続き (72)発明者 原田 孝 神奈川県相模原市南橋本3−8−8 住友 スリーエム株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Takashi Harada 3-8-8 Minamihashimoto, Sagamihara City, Kanagawa Prefecture Sumitomo 3M Limited

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の手段: (a)光透過性の第1導電層と、その第1導電層と電気
的に接続された半導体層とを含む第1電極、 (b)第2導電層を含む第2電極、および (c)上記第1電極の半導体層と上記第2導電層との間
に配置され、その半導体層と第2導電層との両方に電気
的に接続された酸化還元性の電解質層、を備えてなる光
電池において、 上記電解質層が、電解質溶液と、ゲル化剤ポリマーとを
含むゲル化電解質膜からなることを特徴とする、光電
池。
1. The following means: (a) a first electrode including a light-transmitting first conductive layer and a semiconductor layer electrically connected to the first conductive layer; (b) a second conductive layer And (c) a redox disposed between the semiconductor layer of the first electrode and the second conductive layer and electrically connected to both the semiconductor layer and the second conductive layer. A photovoltaic cell comprising: a neutral electrolyte layer, wherein the electrolyte layer comprises a gelled electrolyte membrane containing an electrolyte solution and a gelling agent polymer.
【請求項2】 前記第1電極が、前記第1導電層に接着
された可撓性支持体をさらに含んでなり、かつ、前記第
2電極が、前記第2導電層に接着された可撓性支持体を
さらに含んでなる、請求項1に記載の光電池。
2. The flexible substrate according to claim 1, wherein said first electrode further comprises a flexible support adhered to said first conductive layer, and said second electrode comprises a flexible support adhered to said second conductive layer. The photovoltaic cell according to claim 1, further comprising a volatile support.
【請求項3】 下記の手段: (a)光透過性の第1導電層と、その第1導電層と電気
的に接続された半導体層とを含む第1電極、 (b)第2導電層を含む第2電極、および (c)上記第1電極の半導体層と上記第2導電層との間
に配置され、その半導体層と第2導電層との両方に電気
的に接続された酸化還元性の電解質層、を備えてなる光
電池において、 上記電解質層が、電解質溶液と、その電解質溶液を含浸
して保持する繊維質シートとを含む電解質シートからな
ることを特徴とする、光電池。
3. The following means: (a) a first electrode including a light-transmitting first conductive layer and a semiconductor layer electrically connected to the first conductive layer; (b) a second conductive layer And (c) a redox disposed between the semiconductor layer of the first electrode and the second conductive layer and electrically connected to both the semiconductor layer and the second conductive layer. A photovoltaic cell comprising: an electrolyte layer, comprising: an electrolyte sheet including an electrolyte solution and a fibrous sheet impregnated with and holding the electrolyte solution.
【請求項4】 前記第1電極が、前記第1導電層に接着
された可撓性支持体をさらに含んでなり、かつ、前記第
2電極が、前記第2導電層に接着された可撓性支持体を
さらに含んでなる、請求項3に記載の光電池。
4. The flexible electrode according to claim 1, wherein said first electrode further comprises a flexible support adhered to said first conductive layer, and said second electrode comprises a flexible support adhered to said second conductive layer. 4. The photovoltaic cell according to claim 3, further comprising a porous support.
JP10117400A 1998-04-27 1998-04-27 Photocell Pending JPH11329519A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10117400A JPH11329519A (en) 1998-04-27 1998-04-27 Photocell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10117400A JPH11329519A (en) 1998-04-27 1998-04-27 Photocell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11329519A true JPH11329519A (en) 1999-11-30

Family

ID=14710720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10117400A Pending JPH11329519A (en) 1998-04-27 1998-04-27 Photocell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11329519A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053355A (en) * 1999-08-06 2001-02-23 Sharp Corp Optielectronic transducer, manufacture thereof and solar cell
JP2001261436A (en) * 2000-03-24 2001-09-26 Seiko Epson Corp Semiconductor, its production and solar cell
JP2001345126A (en) * 2000-03-28 2001-12-14 Hitachi Maxell Ltd Photoelectric conversion device
JP2002175841A (en) * 2000-12-06 2002-06-21 Nippon Kayaku Co Ltd Water-containing electrolysis body
JP2003031272A (en) * 2001-07-13 2003-01-31 Toppan Printing Co Ltd Dye-sensitized solar battery
WO2003085773A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-16 Nippon Oil Corporation Photoelectric conversion element
WO2003103085A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 新日本石油株式会社 Photoelectric transducer
JP2004319197A (en) * 2003-04-15 2004-11-11 Fujikura Ltd Photoelectric conversion element and its manufacturing method
JP2007200796A (en) * 2006-01-30 2007-08-09 Sony Corp Photoelectric converter and gelling agent
JP2007531320A (en) * 2004-03-31 2007-11-01 クリー インコーポレイテッド Method for packaging light emitting device and packaged light emitting device
JP2009231224A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Hitachi Zosen Corp Photoelectric conversion element, and manufacturing method thereof
JP4869451B1 (en) * 2010-11-09 2012-02-08 岩田 光浩 Dye-sensitized solar cell

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053355A (en) * 1999-08-06 2001-02-23 Sharp Corp Optielectronic transducer, manufacture thereof and solar cell
JP2001261436A (en) * 2000-03-24 2001-09-26 Seiko Epson Corp Semiconductor, its production and solar cell
JP2001345126A (en) * 2000-03-28 2001-12-14 Hitachi Maxell Ltd Photoelectric conversion device
JP2002175841A (en) * 2000-12-06 2002-06-21 Nippon Kayaku Co Ltd Water-containing electrolysis body
JP2003031272A (en) * 2001-07-13 2003-01-31 Toppan Printing Co Ltd Dye-sensitized solar battery
JPWO2003085773A1 (en) * 2002-04-08 2005-08-18 新日本石油株式会社 Photoelectric conversion element
WO2003085773A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-16 Nippon Oil Corporation Photoelectric conversion element
EP1494308A4 (en) * 2002-04-08 2008-12-24 Nippon Oil Corp Photoelectric conversion element
WO2003103085A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 新日本石油株式会社 Photoelectric transducer
JP2004319197A (en) * 2003-04-15 2004-11-11 Fujikura Ltd Photoelectric conversion element and its manufacturing method
JP2007531320A (en) * 2004-03-31 2007-11-01 クリー インコーポレイテッド Method for packaging light emitting device and packaged light emitting device
US7928456B2 (en) 2004-03-31 2011-04-19 Cree, Inc. Packaged light emitting devices
US8154043B2 (en) 2004-03-31 2012-04-10 Cree, Inc. Packaged light emitting devices
JP2007200796A (en) * 2006-01-30 2007-08-09 Sony Corp Photoelectric converter and gelling agent
JP2009231224A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Hitachi Zosen Corp Photoelectric conversion element, and manufacturing method thereof
JP4869451B1 (en) * 2010-11-09 2012-02-08 岩田 光浩 Dye-sensitized solar cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pichot et al. Low-temperature sintering of TiO2 colloids: application to flexible dye-sensitized solar cells
EP1562205B1 (en) Method of manufacturing a dye-sensitized solar cell
US20070095390A1 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
JP5098186B2 (en) Method for producing dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell
CN102183863B (en) Photoelectrochromic device and preparation method thereof
JPH11329519A (en) Photocell
JP2001160425A (en) Optical semiconductor electrode and its manufacturing method
WO2003001289A1 (en) Display device and method of manufacturing the display device
JPH11354169A (en) Photocell
JP2005216663A (en) Dye-sensitized solar cell
JP4955852B2 (en) Photoelectrode and photochemical battery using the same
JPH11339866A (en) Photoelectric conversion element and pigment sensitizing solar battery
JP2004165015A (en) Counter electrode and dye-sensitized solar cell equipped therewith
JP2008010237A (en) Photoelectric conversion device, its manufacturing method, and optical power generation device
JP4050535B2 (en) Method for producing dye-sensitized solar cell
JP2003123858A (en) Organic dye sensitized metal oxide semiconductor electrode, and solar battery having the semiconductor electrode
JP4495414B2 (en) Dye-sensitized solar cell and method for producing the same
KR101110651B1 (en) Dye-sensitized solar cell
JP5493518B2 (en) Flexible oxide semiconductor electrode and dye-sensitized solar cell using the same
JP2003123862A (en) Dye sensitized solar battery
JP2005268107A (en) Dye-sensitized solar cell and its manufacturing method
JP2007179822A (en) Electrode and dye-sensitized solar cell using it for counter electrode
JP4901194B2 (en) PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND PHOTOVOLTAIC GENERATION DEVICE
JP2004214063A (en) Photoelectric conversion element and photoelectric conversion module
JP2005135798A (en) Semiconductor film for photocell, lamination body, and paint for manufacturing semiconductor film