JPH11345991A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH11345991A JPH11345991A JP10169356A JP16935698A JPH11345991A JP H11345991 A JPH11345991 A JP H11345991A JP 10169356 A JP10169356 A JP 10169356A JP 16935698 A JP16935698 A JP 16935698A JP H11345991 A JPH11345991 A JP H11345991A
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- Japan
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- solar cell
- ultraviolet light
- metal oxide
- oxide semiconductor
- dye
- Prior art date
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 色素増感型湿式太陽電池において、紫外線に
よる特性劣化が少ない太陽電池を得ること、また、初期
光電変換効率が高く、かつ、紫外線による特性劣化が少
なく、しかも低コストの太陽電池を得ること。 【解決手段】 金属酸化物半導体電極、その表面に吸着
した色素、酸化還元対を有する電解質および対向電極か
らなる太陽電池において、少なくとも光入射面に紫外線
を吸収する部材を設ける。
よる特性劣化が少ない太陽電池を得ること、また、初期
光電変換効率が高く、かつ、紫外線による特性劣化が少
なく、しかも低コストの太陽電池を得ること。 【解決手段】 金属酸化物半導体電極、その表面に吸着
した色素、酸化還元対を有する電解質および対向電極か
らなる太陽電池において、少なくとも光入射面に紫外線
を吸収する部材を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属酸化物半導体
電極、その表面に吸着した色素、酸化還元対を有する電
解質および対向電極からなる太陽電池に関し、特に太陽
光に長時間暴露しても劣化の生じない信頼性の高い太陽
電池に関する。
電極、その表面に吸着した色素、酸化還元対を有する電
解質および対向電極からなる太陽電池に関し、特に太陽
光に長時間暴露しても劣化の生じない信頼性の高い太陽
電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池にはいくつかの種類があるが、
実用化されているものはシリコン半導体の接合を利用し
たダイオード型のものがほとんどである。これらの太陽
電池は現状では製造コストが高く、このことが普及を妨
げる要因となっている。古くから低コスト化の可能性か
ら色素増感型湿式太陽電池が研究されているが、最近、
Ｇｒａｅｔｚｅｌらがシリコン太陽電池に匹敵する性能
を有するものを発表した（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．１１５（１９９３）６３８２）ことから、実用化へ
の期待が高まっている。
実用化されているものはシリコン半導体の接合を利用し
たダイオード型のものがほとんどである。これらの太陽
電池は現状では製造コストが高く、このことが普及を妨
げる要因となっている。古くから低コスト化の可能性か
ら色素増感型湿式太陽電池が研究されているが、最近、
Ｇｒａｅｔｚｅｌらがシリコン太陽電池に匹敵する性能
を有するものを発表した（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．１１５（１９９３）６３８２）ことから、実用化へ
の期待が高まっている。
【０００３】色素増感型湿式太陽電池の基本構造は、金
属酸化物半導体電極とその表面に吸着した色素と酸化還
元対を有する電解質と対向電極とからなる。Ｇｒａｅｔ
ｚｅｌらは酸化チタン（ＴｉＯ2）等の金属酸化物半導
体電極を多孔質化して表面積を大きくしたことおよび色
素としてルテニウム錯体を単分子吸着させたことにより
光電変換効率を著しく向上させた。その後、さらに特性
を向上させるべく、いくつかの提案がなされている。例
えば、特開平９−２３７６４１号公報では金属酸化物半
導体として酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）を用いることによ
り、開放電圧が大きくなるとしている。また、特開平８
−８１２２２号公報ではＴｉＯ2電極膜の表面をエッチ
ング処理することにより、格子欠陥や不純物が除去さ
れ、変換効率が向上するとされている。
属酸化物半導体電極とその表面に吸着した色素と酸化還
元対を有する電解質と対向電極とからなる。Ｇｒａｅｔ
ｚｅｌらは酸化チタン（ＴｉＯ2）等の金属酸化物半導
体電極を多孔質化して表面積を大きくしたことおよび色
素としてルテニウム錯体を単分子吸着させたことにより
光電変換効率を著しく向上させた。その後、さらに特性
を向上させるべく、いくつかの提案がなされている。例
えば、特開平９−２３７６４１号公報では金属酸化物半
導体として酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）を用いることによ
り、開放電圧が大きくなるとしている。また、特開平８
−８１２２２号公報ではＴｉＯ2電極膜の表面をエッチ
ング処理することにより、格子欠陥や不純物が除去さ
れ、変換効率が向上するとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな色素増感型湿式太陽電池に内在する根本的な問題
は、太陽光等に含まれる紫外線により特性が大きく劣化
することである。本発明はこのような問題点を解決し、
特性劣化の少ない信頼性の高い太陽電池を提供するこ
と、また、本発明は低コストで、かつ、特性劣化の少な
い太陽電池を提供すること、さらに本発明は初期の光電
変換効率が高く、かつ特性劣化の少ない太陽電池を提供
することを目的とする。
うな色素増感型湿式太陽電池に内在する根本的な問題
は、太陽光等に含まれる紫外線により特性が大きく劣化
することである。本発明はこのような問題点を解決し、
特性劣化の少ない信頼性の高い太陽電池を提供するこ
と、また、本発明は低コストで、かつ、特性劣化の少な
い太陽電池を提供すること、さらに本発明は初期の光電
変換効率が高く、かつ特性劣化の少ない太陽電池を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、金属酸化物半導体電極、その表面に吸着した色素、
酸化還元対を有する電解質および対向電極からなる太陽
電池において、少なくとも光入射面に紫外線を吸収する
部材を設けることを特徴とする太陽電池が提供される。
に、金属酸化物半導体電極、その表面に吸着した色素、
酸化還元対を有する電解質および対向電極からなる太陽
電池において、少なくとも光入射面に紫外線を吸収する
部材を設けることを特徴とする太陽電池が提供される。
【０００６】第二に、上記第一に記載した太陽電池にお
いて、上記紫外線を吸収する部材が少なくとも金属酸化
物半導体のバンドギャップエネルギーに相当する波長以
下の光を吸収することができるものであることを特徴と
する太陽電池が提供される。
いて、上記紫外線を吸収する部材が少なくとも金属酸化
物半導体のバンドギャップエネルギーに相当する波長以
下の光を吸収することができるものであることを特徴と
する太陽電池が提供される。
【０００７】第三に、上記第一または第二に記載した太
陽電池において、上記紫外線を吸収する部材が透明絶縁
体中に紫外線を吸収する無機または有機物質を含有する
ものであることを特徴とする太陽電池が提供される。
陽電池において、上記紫外線を吸収する部材が透明絶縁
体中に紫外線を吸収する無機または有機物質を含有する
ものであることを特徴とする太陽電池が提供される。
【０００８】第四に、上記第三に記載した太陽電池にお
いて、上記透明絶縁体中に紫外線を吸収する無機または
有機物質を含有するものの吸収端エネルギーが、色素の
励起状態と基底状態のエネルギー差よりも大きく、か
つ、金属酸化物半導体のバンドギャップエネルギーより
小さいことを特徴とする太陽電池が提供される。
いて、上記透明絶縁体中に紫外線を吸収する無機または
有機物質を含有するものの吸収端エネルギーが、色素の
励起状態と基底状態のエネルギー差よりも大きく、か
つ、金属酸化物半導体のバンドギャップエネルギーより
小さいことを特徴とする太陽電池が提供される。
【０００９】第五に上記第一または第二に記載した太陽
電池において、上記紫外線を吸収する部材が透明絶縁性
基板上に形成された半導体のｐｎ接合部を有するもので
あることを特徴とする太陽電池が提供される。
電池において、上記紫外線を吸収する部材が透明絶縁性
基板上に形成された半導体のｐｎ接合部を有するもので
あることを特徴とする太陽電池が提供される。
【００１０】第六に、上記第五に記載した太陽電池にお
いて、上記ｐｎ接合を形成するｐ型およびｎ型半導体の
少なくとも一方のバンドギャップエネルギーが、色素の
励起状態と基底状態のエネルギー差よりも大きく、か
つ、金属酸化物半導体のバンドギャップエネルギーより
小さいことを特徴とする太陽電池が提供される。
いて、上記ｐｎ接合を形成するｐ型およびｎ型半導体の
少なくとも一方のバンドギャップエネルギーが、色素の
励起状態と基底状態のエネルギー差よりも大きく、か
つ、金属酸化物半導体のバンドギャップエネルギーより
小さいことを特徴とする太陽電池が提供される。
【００１１】第七に、上記第一〜第六に記載したいずれ
かの太陽電池において、上記紫外線を吸収する部材が金
属酸化物半導体電極または対向電極を担持する基体を兼
ねていることを特徴とする太陽電池が提供される。
かの太陽電池において、上記紫外線を吸収する部材が金
属酸化物半導体電極または対向電極を担持する基体を兼
ねていることを特徴とする太陽電池が提供される。
【００１２】以下に本発明を詳細に説明する。上述のよ
うに本発明は金属酸化物半導体電極、その表面に吸着し
た色素、酸化還元対を有する電解質および対向電極から
なる太陽電池において、該太陽電池の少なくとも光入射
面に紫外線を吸収する部材を設けることを特徴とする。
すなわち、このような構成によれば、太陽光等に含まれ
る紫外線は上記紫外線を吸収する部材によって吸収さ
れ、光電変換素子（以後セルと呼ぶ）内に到達しないた
め、特性劣化を引き起こす要因は除去される。また、増
感色素は紫外光にはほとんど感度を持たないものが選択
されるため、元々の変換効率が低下することもほとんど
ない。
うに本発明は金属酸化物半導体電極、その表面に吸着し
た色素、酸化還元対を有する電解質および対向電極から
なる太陽電池において、該太陽電池の少なくとも光入射
面に紫外線を吸収する部材を設けることを特徴とする。
すなわち、このような構成によれば、太陽光等に含まれ
る紫外線は上記紫外線を吸収する部材によって吸収さ
れ、光電変換素子（以後セルと呼ぶ）内に到達しないた
め、特性劣化を引き起こす要因は除去される。また、増
感色素は紫外光にはほとんど感度を持たないものが選択
されるため、元々の変換効率が低下することもほとんど
ない。
【００１３】また、本発明は上記太陽電池において、紫
外線を吸収する部材が少なくとも金属酸化物半導体のバ
ンドギャップエネルギーに相当する波長以下の光を吸収
するものであることを特徴とする。紫外光による特性劣
化のメカニズムはＴｉＯ2等の金属酸化物半導体が紫外
光を吸収して励起されることにより、 （１）光触媒となり色素を分解する。 （２）正孔を生成するために注入電子が再結合してしま
う。 等であると考えられる。このような作用は金属酸化物半
導体のバンドギャップエネルギー（例えばＴｉＯ2の場
合３．２ｅＶ）より大きいエネルギーの光、言い換えれ
ば波長の短い（例えばＴｉＯ2の場合３８０ｎｍ以下）
光によってのみ生じるため、そのような波長の光が紫外
線を吸収する部材で吸収され、セル内に到達しなければ
特性劣化は防止できる。
外線を吸収する部材が少なくとも金属酸化物半導体のバ
ンドギャップエネルギーに相当する波長以下の光を吸収
するものであることを特徴とする。紫外光による特性劣
化のメカニズムはＴｉＯ2等の金属酸化物半導体が紫外
光を吸収して励起されることにより、 （１）光触媒となり色素を分解する。 （２）正孔を生成するために注入電子が再結合してしま
う。 等であると考えられる。このような作用は金属酸化物半
導体のバンドギャップエネルギー（例えばＴｉＯ2の場
合３．２ｅＶ）より大きいエネルギーの光、言い換えれ
ば波長の短い（例えばＴｉＯ2の場合３８０ｎｍ以下）
光によってのみ生じるため、そのような波長の光が紫外
線を吸収する部材で吸収され、セル内に到達しなければ
特性劣化は防止できる。
【００１４】また、本発明は上記太陽電池において、紫
外線を吸収する部材が透明絶縁体中に紫外線を吸収する
無機または有機物質を含有するものであることを特徴と
する。上記のようなものとして例えば、ＣｅＯ2等を含
む鉛ガラスやヒドロキシベンゾフェノン系等の紫外線吸
収剤を含有する樹脂等が使用でき、これらは簡便に作製
することができるため、それほどコストが増加しない。
外線を吸収する部材が透明絶縁体中に紫外線を吸収する
無機または有機物質を含有するものであることを特徴と
する。上記のようなものとして例えば、ＣｅＯ2等を含
む鉛ガラスやヒドロキシベンゾフェノン系等の紫外線吸
収剤を含有する樹脂等が使用でき、これらは簡便に作製
することができるため、それほどコストが増加しない。
【００１５】また、本発明は、上記太陽電池において、
透明絶縁体中に紫外線を吸収する無機または有機物質を
含有するものの吸収端エネルギーが、色素の励起状態と
基底状態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化
物半導体のバンドギャップエネルギーより小さいことを
特徴とする。色素増感型太陽電池の動作は、 （１）光吸収により励起された色素中の電子が金属酸化
物半導体の伝導帯に注入され、色素が酸化状態になる。 （２）酸化された色素は還元状態の電解質から電子を受
け取り基底状態に戻る。 （３）酸化された電解質は対向電極から電子を受け取り
還元状態の電解質に戻る。 というループで行われる。色素を励起できる光は色素の
励起状態と基底状態のエネルギー差（通常１〜２ｅＶ程
度）よりも大きいエネルギーを持つ必要がある。また、
金属酸化物半導体を励起しないためには金属酸化物半導
体のバンドギャップエネルギー（通常３〜４ｅＶ）より
も小さいエネルギーでなければならない。透明絶縁体中
に紫外線を吸収する無機または有機物質を含有するもの
の吸収端エネルギーが前記の範囲にある時、このような
光を選択的にセル内に導入することができるので、光電
変換が効果的に行われる。ＣｅＯ2等を含む鉛ガラスや
ヒドロキシベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤を含有す
る樹脂等の紫外線を吸収する部材は上記の要件を満足す
る。
透明絶縁体中に紫外線を吸収する無機または有機物質を
含有するものの吸収端エネルギーが、色素の励起状態と
基底状態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化
物半導体のバンドギャップエネルギーより小さいことを
特徴とする。色素増感型太陽電池の動作は、 （１）光吸収により励起された色素中の電子が金属酸化
物半導体の伝導帯に注入され、色素が酸化状態になる。 （２）酸化された色素は還元状態の電解質から電子を受
け取り基底状態に戻る。 （３）酸化された電解質は対向電極から電子を受け取り
還元状態の電解質に戻る。 というループで行われる。色素を励起できる光は色素の
励起状態と基底状態のエネルギー差（通常１〜２ｅＶ程
度）よりも大きいエネルギーを持つ必要がある。また、
金属酸化物半導体を励起しないためには金属酸化物半導
体のバンドギャップエネルギー（通常３〜４ｅＶ）より
も小さいエネルギーでなければならない。透明絶縁体中
に紫外線を吸収する無機または有機物質を含有するもの
の吸収端エネルギーが前記の範囲にある時、このような
光を選択的にセル内に導入することができるので、光電
変換が効果的に行われる。ＣｅＯ2等を含む鉛ガラスや
ヒドロキシベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤を含有す
る樹脂等の紫外線を吸収する部材は上記の要件を満足す
る。
【００１６】また、本発明は上記太陽電池において、紫
外線を吸収する部材が透明絶縁性基板上に形成された半
導体のｐｎ接合部を有するものであることを特徴とす
る。ｐｎ接合部を有する半導体に、そのバンドギャップ
エネルギーより大きいエネルギーの光が入射した場合に
は光起電力が発生するため、紫外線を吸収する部材が上
記のようなものであれば、特性劣化を防止するのみなら
ず、起電力を増加させることができる。
外線を吸収する部材が透明絶縁性基板上に形成された半
導体のｐｎ接合部を有するものであることを特徴とす
る。ｐｎ接合部を有する半導体に、そのバンドギャップ
エネルギーより大きいエネルギーの光が入射した場合に
は光起電力が発生するため、紫外線を吸収する部材が上
記のようなものであれば、特性劣化を防止するのみなら
ず、起電力を増加させることができる。
【００１７】また、本発明は、上記太陽電池おいて、ｐ
ｎ接合を形成するｐ型およびｎ型半導体の少なくとも一
方はそのバンドギャップエネルギーが色素の励起状態と
基底状態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化
物半導体のバンドギャップエネルギーより小さいことを
特徴とする。このようにすることでｐｎ接合を形成する
ｐ型およびｎ型半導体の少なくとも一方で金属酸化物半
導体を励起するような光を吸収して起電力を発生し、セ
ル内では色素が励起されて、本来の起電力が発生する。
すなわち、他の特性を損なわずに起電力を増加させるこ
とができる。上記要件を満足する半導体材料として、Ｃ
ｄＳ、ＺｎＯ（ｎ型）、ＣｕＡｌＯ2ＣｕＧａＯ2等のデ
ラフォサイト系酸化物（ｐ型）等が挙げられる。
ｎ接合を形成するｐ型およびｎ型半導体の少なくとも一
方はそのバンドギャップエネルギーが色素の励起状態と
基底状態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化
物半導体のバンドギャップエネルギーより小さいことを
特徴とする。このようにすることでｐｎ接合を形成する
ｐ型およびｎ型半導体の少なくとも一方で金属酸化物半
導体を励起するような光を吸収して起電力を発生し、セ
ル内では色素が励起されて、本来の起電力が発生する。
すなわち、他の特性を損なわずに起電力を増加させるこ
とができる。上記要件を満足する半導体材料として、Ｃ
ｄＳ、ＺｎＯ（ｎ型）、ＣｕＡｌＯ2ＣｕＧａＯ2等のデ
ラフォサイト系酸化物（ｐ型）等が挙げられる。
【００１８】また、本発明は、上記太陽電池において、
紫外線を吸収する部材が金属酸化物半導体電極または対
向電極を担持する基体を兼ねていることを特徴とする。
このような構造にすることにより、基体材料および工程
を削減することができるためコストが低減できる。ま
た、それによって上述してきた本発明の太陽電池の機能
を損なうことは全くない。
紫外線を吸収する部材が金属酸化物半導体電極または対
向電極を担持する基体を兼ねていることを特徴とする。
このような構造にすることにより、基体材料および工程
を削減することができるためコストが低減できる。ま
た、それによって上述してきた本発明の太陽電池の機能
を損なうことは全くない。
【００１９】さらにまた、本発明は、上記太陽電池にお
いて、金属酸化物半導体電極が多数の空隙を有する微粒
子の集合体であり、色素が該微粒子の周面に吸着されて
いることを特徴とする。金属酸化物半導体電極を多数の
空隙を有する微粒子の集合体とすることにより、表面積
が大きくなるため色素の吸着サイトが増加し、それによ
り、色素からの電子の注入量が増加し、光電変換効率が
格段に向上する。
いて、金属酸化物半導体電極が多数の空隙を有する微粒
子の集合体であり、色素が該微粒子の周面に吸着されて
いることを特徴とする。金属酸化物半導体電極を多数の
空隙を有する微粒子の集合体とすることにより、表面積
が大きくなるため色素の吸着サイトが増加し、それによ
り、色素からの電子の注入量が増加し、光電変換効率が
格段に向上する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て説明する。まず実施の第一の形態を図１に基づいて説
明する。図において符号１は紫外線を吸収する部材で、
透明絶縁体中に紫外線を吸収する無機または有機物質を
含有するもので、具体的にはＣｅＯ2等を含む鉛ガラス
やヒドロキシベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤を含有
する樹脂等である。２はガラス、プラスチック等の基
板、３はＩＴＯ、ＳｎＯ2：Ｆ、ＺｎＯ：Ａｌ等からな
る透明導電膜、４はＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ2、ＳｎＯ2、
ＺｎＯ、ＷＯ3、Ｎｂ2Ｏ5等からなる金属酸化物半導体
電極、５はルテニウムビピリジル、亜鉛ポリフィリン、
銅フタロシアニン、クロロフィル、ローズベンガル、エ
オシン等の色素、６はＩ-／Ｉ3 -、Ｂｒ-／Ｂｒ3 -等の酸
化還元対を有する電解質、７はＰｔ等からなる対向電極
である。この太陽電池は上記２〜７よりなるセルに紫外
線を吸収する部材１を貼り合わせることによって形成さ
れる。光は図の上方から入射する。
て説明する。まず実施の第一の形態を図１に基づいて説
明する。図において符号１は紫外線を吸収する部材で、
透明絶縁体中に紫外線を吸収する無機または有機物質を
含有するもので、具体的にはＣｅＯ2等を含む鉛ガラス
やヒドロキシベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤を含有
する樹脂等である。２はガラス、プラスチック等の基
板、３はＩＴＯ、ＳｎＯ2：Ｆ、ＺｎＯ：Ａｌ等からな
る透明導電膜、４はＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ2、ＳｎＯ2、
ＺｎＯ、ＷＯ3、Ｎｂ2Ｏ5等からなる金属酸化物半導体
電極、５はルテニウムビピリジル、亜鉛ポリフィリン、
銅フタロシアニン、クロロフィル、ローズベンガル、エ
オシン等の色素、６はＩ-／Ｉ3 -、Ｂｒ-／Ｂｒ3 -等の酸
化還元対を有する電解質、７はＰｔ等からなる対向電極
である。この太陽電池は上記２〜７よりなるセルに紫外
線を吸収する部材１を貼り合わせることによって形成さ
れる。光は図の上方から入射する。
【００２１】次に、上記太陽電池の製造方法の一例を説
明する。まず、ガラス基板２の上にスパッタリング法、
ＣＶＤ法、ゾルゲル法等により例えばＳｎＯ2：Ｆ膜３
を形成したものを２枚用意する。ＳｎＯ2：Ｆ膜は集電
体として機能するためシート抵抗が５０Ω／□以下、好
ましくは１０Ω／□以下とするのが望ましい。これらの
内の一方にはＳｎＯ2：Ｆ膜上に例えばＴｉＯ2電極４を
形成したのち、増感色素、例えばルテニウムビピリジル
５を吸着させる。
明する。まず、ガラス基板２の上にスパッタリング法、
ＣＶＤ法、ゾルゲル法等により例えばＳｎＯ2：Ｆ膜３
を形成したものを２枚用意する。ＳｎＯ2：Ｆ膜は集電
体として機能するためシート抵抗が５０Ω／□以下、好
ましくは１０Ω／□以下とするのが望ましい。これらの
内の一方にはＳｎＯ2：Ｆ膜上に例えばＴｉＯ2電極４を
形成したのち、増感色素、例えばルテニウムビピリジル
５を吸着させる。
【００２２】ＴｉＯ2電極の形成方法としては、有機
チタン化合物を基体に噴霧または塗布して熱分解する方
法、ハロゲン化チタンや蒸気圧の高い有機チタン化合
物を蒸発させて、基体上に堆積させる方法、酸化チタ
ンゾルを基体上でゲル化する方法、チタン化合物を加
水分解して得られる酸化チタン粒子を水熱処理等により
成長させた後、基体に噴霧または塗布し、焼成する方法
等がある。これらの中ではの方法が、ＴｉＯ2電極の
構造を多数の空隙を有する微粒子の集合体にできる点お
よび基体（ＳｎＯ2：Ｆ膜）に強固に付着させることが
できる点から望ましい方法である。ＴｉＯ2電極の膜厚
は１〜５０μｍ程度が好ましい。
チタン化合物を基体に噴霧または塗布して熱分解する方
法、ハロゲン化チタンや蒸気圧の高い有機チタン化合
物を蒸発させて、基体上に堆積させる方法、酸化チタ
ンゾルを基体上でゲル化する方法、チタン化合物を加
水分解して得られる酸化チタン粒子を水熱処理等により
成長させた後、基体に噴霧または塗布し、焼成する方法
等がある。これらの中ではの方法が、ＴｉＯ2電極の
構造を多数の空隙を有する微粒子の集合体にできる点お
よび基体（ＳｎＯ2：Ｆ膜）に強固に付着させることが
できる点から望ましい方法である。ＴｉＯ2電極の膜厚
は１〜５０μｍ程度が好ましい。
【００２３】ＴｉＯ2電極に色素を吸着させるにはＴｉ
Ｏ2電極を、水、アルコール、トルエン等の溶媒に該色
素を溶かした溶液中に浸漬すればよい。色素の分子中に
カルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホン基等の官能
基を有すると、ＴｉＯ2表面に該色素が化学的に固定さ
れるため好ましい。代表的なものとして［ルテニウム
（４，４′−ジカルボキシ−２，２′−ビピリジン）2
（イソチオシアナト）2］で表されるルテニウム錯体が
ある。
Ｏ2電極を、水、アルコール、トルエン等の溶媒に該色
素を溶かした溶液中に浸漬すればよい。色素の分子中に
カルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホン基等の官能
基を有すると、ＴｉＯ2表面に該色素が化学的に固定さ
れるため好ましい。代表的なものとして［ルテニウム
（４，４′−ジカルボキシ−２，２′−ビピリジン）2
（イソチオシアナト）2］で表されるルテニウム錯体が
ある。
【００２４】前記のもう一方のＳｎＯ2：Ｆ膜上にはス
パッタリング法、蒸着法、塗布法等により例えばＰｔ
（微粒子）膜７を形成する。その膜厚は１〜５０ｎｍ程
度が好ましい。
パッタリング法、蒸着法、塗布法等により例えばＰｔ
（微粒子）膜７を形成する。その膜厚は１〜５０ｎｍ程
度が好ましい。
【００２５】上記のように形成された一対の基板をスペ
ーサーを介して重ね合わせた後、例えばＩ-／Ｉ3 -酸化
還元対を有する電解質溶液６を注入し、シール剤で封止
する。電解質溶液としてはエチレンカーボネートとアセ
トニトリルの混合溶媒にヨウ素とテトラプロピルアンモ
ニウムアイオダイドを加えたもの等が好適に使用でき
る。このようにして形成されたセルに紫外線を吸収する
部材１として、例えばＣｅＯ2等を含む鉛ガラス（市販
のＬ−４０、Ｌ−４２等のシャープカットフィルターを
用いてもよい）を貼り合わせれば完成する。
ーサーを介して重ね合わせた後、例えばＩ-／Ｉ3 -酸化
還元対を有する電解質溶液６を注入し、シール剤で封止
する。電解質溶液としてはエチレンカーボネートとアセ
トニトリルの混合溶媒にヨウ素とテトラプロピルアンモ
ニウムアイオダイドを加えたもの等が好適に使用でき
る。このようにして形成されたセルに紫外線を吸収する
部材１として、例えばＣｅＯ2等を含む鉛ガラス（市販
のＬ−４０、Ｌ−４２等のシャープカットフィルターを
用いてもよい）を貼り合わせれば完成する。
【００２６】次に、本発明の実施の第二の形態を図２に
基づいて説明する。これは、前記実施の第一の形態にお
ける一方の基板を紫外線を吸収する部材が兼ねるもの
で、基板材および貼り合わせの工程が削減できる。材料
および作製方法は第一の形態と同様である。
基づいて説明する。これは、前記実施の第一の形態にお
ける一方の基板を紫外線を吸収する部材が兼ねるもの
で、基板材および貼り合わせの工程が削減できる。材料
および作製方法は第一の形態と同様である。
【００２７】次に、本発明の実施の第三の形態を図３に
基づいて説明する。符号１は紫外線を吸収する部材で、
透明絶縁性基板上に形成された半導体のｐｎ接合部を有
するものである。具体的にはガラス、プラスチック等の
基板１１、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ：Ａｌ等の透明導
電膜からなる下部電極１２、ＣｕＡｌＯ2、ＣｕＧａＯ2
等のｐ型半導体またはＣｄＳ等のｎ型半導体からなる光
吸収層１３、ＺｎＯ、ＣｄＳ等のｎ型半導体またはＣｄ
Ｓ：Ｃｕ等のｐ型半導体からなる接合層１４およびＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ2：Ｆ、ＺｎＯ：Ａｌ等の透明導電膜からな
る上部電極１５を順次堆積して形成される。これらの各
層はいずれもスパッタリング法、蒸着法、レーザーアブ
レーション法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、溶液成長法等の
薄膜作製法を用いて作製することができる。膜厚は下部
電極１２が０．１〜２μｍ、光吸収層１３が０．５〜５
μｍ、接合層１４が１０〜２００ｎｍ、上部電極１５が
０．１〜２μｍ程度が好ましい。
基づいて説明する。符号１は紫外線を吸収する部材で、
透明絶縁性基板上に形成された半導体のｐｎ接合部を有
するものである。具体的にはガラス、プラスチック等の
基板１１、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ：Ａｌ等の透明導
電膜からなる下部電極１２、ＣｕＡｌＯ2、ＣｕＧａＯ2
等のｐ型半導体またはＣｄＳ等のｎ型半導体からなる光
吸収層１３、ＺｎＯ、ＣｄＳ等のｎ型半導体またはＣｄ
Ｓ：Ｃｕ等のｐ型半導体からなる接合層１４およびＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ2：Ｆ、ＺｎＯ：Ａｌ等の透明導電膜からな
る上部電極１５を順次堆積して形成される。これらの各
層はいずれもスパッタリング法、蒸着法、レーザーアブ
レーション法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、溶液成長法等の
薄膜作製法を用いて作製することができる。膜厚は下部
電極１２が０．１〜２μｍ、光吸収層１３が０．５〜５
μｍ、接合層１４が１０〜２００ｎｍ、上部電極１５が
０．１〜２μｍ程度が好ましい。
【００２８】セルを構成する２〜７の材料および作製方
法は第一の形態と同様である。このセルに上記の透明絶
縁性基板上に形成された半導体のｐｎ接合部を有する紫
外線を吸収する部材１を貼り合わせ、導電体１６により
接続すれば完成する。この太陽電池においては紫外線を
吸収する部材１は紫外線を吸収すると同時に起電力を発
生するため、光電変換効率が向上する。
法は第一の形態と同様である。このセルに上記の透明絶
縁性基板上に形成された半導体のｐｎ接合部を有する紫
外線を吸収する部材１を貼り合わせ、導電体１６により
接続すれば完成する。この太陽電池においては紫外線を
吸収する部材１は紫外線を吸収すると同時に起電力を発
生するため、光電変換効率が向上する。
【００２９】次に、本発明の実施の第四の形態を図４に
基づいて説明する。これは、前記実施の第三の形態にお
ける一方の基板を紫外線を吸収する部材が兼ねるもの
で、基板材および貼り合わせ・接続の工程が削減でき
る。材料および作製方法は第三の形態と同様である。
基づいて説明する。これは、前記実施の第三の形態にお
ける一方の基板を紫外線を吸収する部材が兼ねるもの
で、基板材および貼り合わせ・接続の工程が削減でき
る。材料および作製方法は第三の形態と同様である。
【００３０】
【実施例】以下実施例によりさらに具体的に説明する。 実施例１ 図２に示す太陽電池を以下のように作製した。紫外線を
吸収する部材（兼基板）１として、Ｌ−４２ シャープ
カットフィルターを用いた。この上にゾルゲル法により
ＳｎＯ2：Ｆ膜３をシート抵抗が１０Ω／□となるよう
に形成した。次に、硫酸チタン水溶液を加水分解し、硝
酸でｐＨ調整後１８０℃で１３時間水熱処理することに
より得られた酸化チタンゾルにポリエチレングリコール
を添加し、塗布乾燥後空気中で４５０℃で３０分間焼成
してＴｉＯ2電極４を形成した。ＴｉＯ2電極はＳＥＭ観
察により一次粒子（粒径約１５ｎｍ）が二次凝集するこ
となく互いに結合し、多数の空隙を有する厚さ約１０μ
ｍの多孔質膜となっていることがわかった。なお、上記
Ｌ−４２は４００ｎｍ以下の光を吸収、すなわちバンド
ギャップエネルギーは３．１ｅＶ以上、吸収端エネルギ
ーは３．０ｅＶである。
吸収する部材（兼基板）１として、Ｌ−４２ シャープ
カットフィルターを用いた。この上にゾルゲル法により
ＳｎＯ2：Ｆ膜３をシート抵抗が１０Ω／□となるよう
に形成した。次に、硫酸チタン水溶液を加水分解し、硝
酸でｐＨ調整後１８０℃で１３時間水熱処理することに
より得られた酸化チタンゾルにポリエチレングリコール
を添加し、塗布乾燥後空気中で４５０℃で３０分間焼成
してＴｉＯ2電極４を形成した。ＴｉＯ2電極はＳＥＭ観
察により一次粒子（粒径約１５ｎｍ）が二次凝集するこ
となく互いに結合し、多数の空隙を有する厚さ約１０μ
ｍの多孔質膜となっていることがわかった。なお、上記
Ｌ−４２は４００ｎｍ以下の光を吸収、すなわちバンド
ギャップエネルギーは３．１ｅＶ以上、吸収端エネルギ
ーは３．０ｅＶである。
【００３１】次に、これを［ルテニウム（４，４′−ジ
カルボキシ−２，２′−ビピリジン）2（イソチオシア
ナト）3］で表されるルテニウム錯体のエタノール溶液
中に浸潰し、１０分間還流してＴｉＯ2電極表面にルテ
ニウム錯体５を吸着させた。一方で、ガラス基板２上に
上記と同様にＳｎＯ2：Ｆ膜３を形成した後、真空蒸着
法によりＰｔ膜７を膜厚２０ｎｍに堆積した。
カルボキシ−２，２′−ビピリジン）2（イソチオシア
ナト）3］で表されるルテニウム錯体のエタノール溶液
中に浸潰し、１０分間還流してＴｉＯ2電極表面にルテ
ニウム錯体５を吸着させた。一方で、ガラス基板２上に
上記と同様にＳｎＯ2：Ｆ膜３を形成した後、真空蒸着
法によりＰｔ膜７を膜厚２０ｎｍに堆積した。
【００３２】これらの両基板をビーズまたはロッド状の
絶縁性スペーサーを介して、約１０μｍの間隙を保って
重ね合わせ、エチレンカーボネートとアセトニトリルの
混合溶媒にヨウ素とテトラプロピルアンモニウムアイオ
ダイドを加えた酸化還元電解質溶液６を注入した後、エ
ポキシ系接着剤でシールした。
絶縁性スペーサーを介して、約１０μｍの間隙を保って
重ね合わせ、エチレンカーボネートとアセトニトリルの
混合溶媒にヨウ素とテトラプロピルアンモニウムアイオ
ダイドを加えた酸化還元電解質溶液６を注入した後、エ
ポキシ系接着剤でシールした。
【００３３】この太陽電池の光電変換効率は７．６％
（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）であり、疑似太陽
光（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）の連続照射６０
００時間後の劣化率は２１％であった。
（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）であり、疑似太陽
光（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）の連続照射６０
００時間後の劣化率は２１％であった。
【００３４】実施例２ 図３に示す太陽電池を以下のように作製した。ガラス基
板１１の上にスパッタリング法で、膜厚２μｍのＺｎ
Ｏ：Ａｌ薄膜を形成し、下部電極１２とした。次に、Ｃ
ｕＧａＯ2焼結体をターゲットとしてレーザーアブレー
ション法により、基板温度５５０℃にて膜厚１μｍのｐ
型ＣｕＧａＯ2薄膜を形成し、光吸収層１３とした。さ
らにその上にスパッタリング法で、膜厚１００ｎｍのｎ
型ＺｎＯ薄膜を形成し、接合層１４とした。最後にスパ
ッタリング法で、膜厚５００ｎｍのＩＴＯ薄膜を上部電
極１５として形成することによって、紫外線を吸収する
部材１を作製した。なお、上記ｐ型ＣｕＧａＯ2薄膜の
バンドギャップは３．０ｅＶである。
板１１の上にスパッタリング法で、膜厚２μｍのＺｎ
Ｏ：Ａｌ薄膜を形成し、下部電極１２とした。次に、Ｃ
ｕＧａＯ2焼結体をターゲットとしてレーザーアブレー
ション法により、基板温度５５０℃にて膜厚１μｍのｐ
型ＣｕＧａＯ2薄膜を形成し、光吸収層１３とした。さ
らにその上にスパッタリング法で、膜厚１００ｎｍのｎ
型ＺｎＯ薄膜を形成し、接合層１４とした。最後にスパ
ッタリング法で、膜厚５００ｎｍのＩＴＯ薄膜を上部電
極１５として形成することによって、紫外線を吸収する
部材１を作製した。なお、上記ｐ型ＣｕＧａＯ2薄膜の
バンドギャップは３．０ｅＶである。
【００３５】一方で、２枚のガラス基板２を用いて、実
施例１と同様なセルを作製し、これに上記の紫外線を吸
収する部材１を貼り合わせ、導電体（銅線）１６で導通
をとることにより太陽電池を完成させた。
施例１と同様なセルを作製し、これに上記の紫外線を吸
収する部材１を貼り合わせ、導電体（銅線）１６で導通
をとることにより太陽電池を完成させた。
【００３６】この太陽電池の光電変換効率は１０．１％
（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）であり、疑似太陽
光（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）の連続照射６０
００時間後の劣化率は２２％であった。
（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）であり、疑似太陽
光（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）の連続照射６０
００時間後の劣化率は２２％であった。
【００３７】実施例３ 図４に示す太陽電池を以下のように作製した。ガラス基
板１１の上にゾルゲル法で、膜厚１μｍのＳｎＯ2：Ｆ
薄膜を形成し、上部電極１５とした。次に、ＣｕとＣｄ
Ｓの二元蒸着法で、膜厚１００ｎｍのＣｄＳ：Ｃｕ薄膜
を形成した後、３５０℃１５分間の熱処理を行うことに
よりｐ型接合層１４とした。さらにその上に真空蒸着法
で、膜厚１μｍのｎ型ＣｄＳ薄膜を光吸収層１３として
形成することによって、紫外線を吸収する部材１を作製
した。なお、上記ｎ型ＣｄＳ薄膜のバンドギャップは
２．４ｅＶである。
板１１の上にゾルゲル法で、膜厚１μｍのＳｎＯ2：Ｆ
薄膜を形成し、上部電極１５とした。次に、ＣｕとＣｄ
Ｓの二元蒸着法で、膜厚１００ｎｍのＣｄＳ：Ｃｕ薄膜
を形成した後、３５０℃１５分間の熱処理を行うことに
よりｐ型接合層１４とした。さらにその上に真空蒸着法
で、膜厚１μｍのｎ型ＣｄＳ薄膜を光吸収層１３として
形成することによって、紫外線を吸収する部材１を作製
した。なお、上記ｎ型ＣｄＳ薄膜のバンドギャップは
２．４ｅＶである。
【００３８】この上にゾルゲル法によりＳｎＯ2：Ｆ膜
３（上記紫外線を吸収する部材の下部電極を兼ねる）を
シート抵抗が１０Ω／□となるように形成した。以降の
セル作製は実施例１と同様にして行った。
３（上記紫外線を吸収する部材の下部電極を兼ねる）を
シート抵抗が１０Ω／□となるように形成した。以降の
セル作製は実施例１と同様にして行った。
【００３９】この太陽電池の光電変換効率は９．０％
（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）であり、疑似太陽
光（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）の連続照射６０
００時間後の劣化率は１９％であった。
（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）であり、疑似太陽
光（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）の連続照射６０
００時間後の劣化率は１９％であった。
【００４０】比較例 紫外線を吸収する部材（例えばＬ−４２シャープカット
フィルター）の代わりにガラス基板を用いたこと以外は
実施例１と同様にして太陽電池を作製した。この太陽電
池の光電変換効率は６．９％（ＡＭ１．５、１００ｍＷ
／ｃｍ2）であり、疑似太陽光（ＡＭ１．５、１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2）の連続照射６０００時間後の劣化率は４５
％であった。
フィルター）の代わりにガラス基板を用いたこと以外は
実施例１と同様にして太陽電池を作製した。この太陽電
池の光電変換効率は６．９％（ＡＭ１．５、１００ｍＷ
／ｃｍ2）であり、疑似太陽光（ＡＭ１．５、１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2）の連続照射６０００時間後の劣化率は４５
％であった。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、請求項１の太陽電池は金
属酸化物半導体電極、その表面に吸着した色素、酸化還
元対を有する電解質および対向電極からなる太陽電池に
おいて、少なくとも光入射面に紫外線を吸収する部材を
設けるものであり、これによれば太陽光等に含まれる紫
外線は上記部材によって吸収され光電変換素子内に到達
しないため特性劣化を低減することができ、信頼性を向
上させることができる。
属酸化物半導体電極、その表面に吸着した色素、酸化還
元対を有する電解質および対向電極からなる太陽電池に
おいて、少なくとも光入射面に紫外線を吸収する部材を
設けるものであり、これによれば太陽光等に含まれる紫
外線は上記部材によって吸収され光電変換素子内に到達
しないため特性劣化を低減することができ、信頼性を向
上させることができる。
【００４２】さらに、請求項２の太陽電池は、上記紫外
線を吸収する部材が金属酸化物半導体のバンドギャップ
エネルギーに相当する波長以下の光を吸収するものとす
るものである。これによれば該部材によって金属酸化物
半導体のバンドギャップエネルギー（例えばＴｉＯ2は
３．２ｅＶ）より大きいエネルギーの光、言い換えれば
波長の短い（ＴｉＯ2の場合は３８０ｎｍ以下）光が吸
収され、金属酸化物半導体の励起による色素分解等の劣
化を防止することができる。
線を吸収する部材が金属酸化物半導体のバンドギャップ
エネルギーに相当する波長以下の光を吸収するものとす
るものである。これによれば該部材によって金属酸化物
半導体のバンドギャップエネルギー（例えばＴｉＯ2は
３．２ｅＶ）より大きいエネルギーの光、言い換えれば
波長の短い（ＴｉＯ2の場合は３８０ｎｍ以下）光が吸
収され、金属酸化物半導体の励起による色素分解等の劣
化を防止することができる。
【００４３】また、請求項３の太陽電池は、上記紫外線
を吸収する部材が透明絶縁体中に紫外線を吸収する物質
を含有するものであり、これによれば該部材を簡便な方
法で作製することができるため、コストを増加させず
に、特性劣化の低減を図ることができる。
を吸収する部材が透明絶縁体中に紫外線を吸収する物質
を含有するものであり、これによれば該部材を簡便な方
法で作製することができるため、コストを増加させず
に、特性劣化の低減を図ることができる。
【００４４】さらに請求項４の太陽電池は、上記透明絶
縁体中に紫外線を吸収する無機または有機物質を含有す
るものの吸収端エネルギーが、色素の励起状態と基底状
態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化物半導
体のバンドギャップエネルギーより小さいとするもので
ある。上述のごとく色素を励起できる光は色素の励起状
態と基底状態のエネルギー差（通常１〜２ｅＶ程度）よ
りも大きいエネルギーを持つ必要がある。また、金属酸
化物半導体を励起しないためには金属酸化物半導体のバ
ンドギャップエネルギー（通常３〜４ｅＶ）よりも小さ
いエネルギーでなければならない。該紫外線を吸収する
無機または有機物質の吸収端エネルギーが前記範囲にあ
るとき、このような光を選択的にセル内に導入すること
ができるため光電変換効果を効果的に行うことができ
る。
縁体中に紫外線を吸収する無機または有機物質を含有す
るものの吸収端エネルギーが、色素の励起状態と基底状
態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化物半導
体のバンドギャップエネルギーより小さいとするもので
ある。上述のごとく色素を励起できる光は色素の励起状
態と基底状態のエネルギー差（通常１〜２ｅＶ程度）よ
りも大きいエネルギーを持つ必要がある。また、金属酸
化物半導体を励起しないためには金属酸化物半導体のバ
ンドギャップエネルギー（通常３〜４ｅＶ）よりも小さ
いエネルギーでなければならない。該紫外線を吸収する
無機または有機物質の吸収端エネルギーが前記範囲にあ
るとき、このような光を選択的にセル内に導入すること
ができるため光電変換効果を効果的に行うことができ
る。
【００４５】また、請求項５の太陽電池は、上記紫外線
を吸収する部材が透明絶縁性基板上に形成された半導体
のｐｎ接合部を有するものとするものである。ｐｎ接合
部を有する半導体にそのバンドギャップエネルギーより
大きいエネルギーの光が入射した場合には起電力を発生
するため、紫外線を吸収する部材をこのように構成すれ
ば、特性劣化を低減できると同時に初期の光電変換効率
を向上させることができる。
を吸収する部材が透明絶縁性基板上に形成された半導体
のｐｎ接合部を有するものとするものである。ｐｎ接合
部を有する半導体にそのバンドギャップエネルギーより
大きいエネルギーの光が入射した場合には起電力を発生
するため、紫外線を吸収する部材をこのように構成すれ
ば、特性劣化を低減できると同時に初期の光電変換効率
を向上させることができる。
【００４６】さらに請求項６の太陽電池は、上記ｐｎ接
合を形成するｐ型およびｎ型半導体の少なくとも一方
を、そのバンドギャップエネルギーが色素の励起状態と
基底状態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化
物半導体のバンドギャップエネルギーより小さいとする
ものである。これによればｐｎ接合を形成するｐ型およ
びｎ型半導体の少なくとも一方で、金属酸化物半導体を
励起するような光を吸収して起電力を発生し、セル内で
は色素が励起されて、本来の起電力が発生する。すなわ
ち、他の特性を損なわずに起電力を増加させることがで
きる。
合を形成するｐ型およびｎ型半導体の少なくとも一方
を、そのバンドギャップエネルギーが色素の励起状態と
基底状態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化
物半導体のバンドギャップエネルギーより小さいとする
ものである。これによればｐｎ接合を形成するｐ型およ
びｎ型半導体の少なくとも一方で、金属酸化物半導体を
励起するような光を吸収して起電力を発生し、セル内で
は色素が励起されて、本来の起電力が発生する。すなわ
ち、他の特性を損なわずに起電力を増加させることがで
きる。
【００４７】また、請求項７の太陽電池は、上記紫外線
を吸収する部材が金属酸化物半導体電極または対向電極
を担持する基体を兼ねているものである。これによれば
基体材料および工程を削減することができるため製造コ
ストを低減することができる。
を吸収する部材が金属酸化物半導体電極または対向電極
を担持する基体を兼ねているものである。これによれば
基体材料および工程を削減することができるため製造コ
ストを低減することができる。
【図１】本発明による太陽電池の一例を模式的に示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明による太陽電池の他の例を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明による太陽電池の他の例を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明による太陽電池の他の例を榛式的に示す
断面図である。
断面図である。
１ 紫外線を吸収する部材 ２ 基板 ３ 透明導電膜 ４ 金属酸化物半導体電極 ５ 色素 ６ 酸化還元対を有する電解質 ７ 対向電極 11 基板 12 下部電極 13 光吸収層 14 接合層 15 上部電極 16 導電体
Claims (7)
- 【請求項１】 金属酸化物半導体電極、その表面に吸着
した色素、酸化還元対を有する電解質および対向電極か
らなる太陽電池において、少なくとも光入射面に紫外線
を吸収する部材を設けることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 請求項１記載の太陽電池において、前記
紫外線を吸収する部材が少なくとも金属酸化物半導体の
バンドギャップエネルギーに相当する波長以下の光を吸
収することができるものであることを特徴とする太陽電
池。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の太陽電池におい
て、前記紫外線を吸収する部材が透明絶縁体中に紫外線
を吸収する無機または有機物質を含有するものであるこ
とを特徴とする太陽電池。 - 【請求項４】 請求項３記載の太陽電池において、前記
透明絶縁体中に紫外線を吸収する無機または有機物質を
含有するものの吸収端エネルギーが、色素の励起状態と
基底状態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化
物半導体のバンドギャップエネルギーより小さいことを
特徴とする太陽電池。 - 【請求項５】 請求項１または２記載の太陽電池におい
て、前記紫外線を吸収する部材が透明絶縁性基板上に形
成された半導体のｐｎ接合部を有するものであることを
特徴とする太陽電池。 - 【請求項６】 請求項５記載の太陽電池において、前記
ｐｎ接合を形成するｐ型およびｎ型半導体の少なくとも
一方のバンドギャップエネルギーは色素の励起状態と基
底状態のエネルギー差よりも大きく、かつ、金属酸化物
半導体のバンドギャップエネルギーより小さいことを特
徴とする太陽電池。 - 【請求項７】 請求項１〜６記載のいずれかの太陽電池
において、前記紫外線を吸収する部材が金属酸化物半導
体電極または対向電極を担持する基体を兼ねていること
を特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16935698A JP4097786B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16935698A JP4097786B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11345991A true JPH11345991A (ja) | 1999-12-14 |
| JP4097786B2 JP4097786B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=15885068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16935698A Expired - Fee Related JP4097786B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4097786B2 (ja) |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2003031272A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-31 | Toppan Printing Co Ltd | 色素増感太陽電池 |
| KR100475527B1 (ko) * | 2000-12-07 | 2005-03-10 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 광전 변환소자 |
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