JPWO2009113342A1 - Dye-sensitized solar cell - Google Patents

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隆彦 野島
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宏明 伊東
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Abstract

光電変換効率に優れ、特に大面積の場合でも光電変換効率に優れ、しかも耐久性にも優れる色素増感型太陽電池は、透明基材上に、透明導電性層と色素が表面に吸着された半導体膜から構成される金属酸化物半導体層と電荷移動層と対向電極とを順次有する色素増感型太陽電池であって、該透明導電性層は導電性材料として金属ナノワイヤを含有することを特徴とする。The dye-sensitized solar cell, which has excellent photoelectric conversion efficiency, particularly excellent photoelectric conversion efficiency even in a large area, and excellent durability, has a transparent conductive layer and a dye adsorbed on the surface of a transparent substrate. A dye-sensitized solar cell having a metal oxide semiconductor layer composed of a semiconductor film, a charge transfer layer, and a counter electrode in order, wherein the transparent conductive layer contains metal nanowires as a conductive material And

Description

本発明は色素増感型太陽電池に関する。特に光電変換効率が優れ、更に耐久性も向上した色素増感型太陽電池に関する。   The present invention relates to a dye-sensitized solar cell. In particular, the present invention relates to a dye-sensitized solar cell having excellent photoelectric conversion efficiency and further improved durability.

近年、シリコン系太陽電池に代わる有機材料を用いた太陽電池として色素増感型太陽電池が着目されており、研究開発が盛んに行われている。   In recent years, a dye-sensitized solar cell has attracted attention as a solar cell using an organic material instead of a silicon-based solar cell, and research and development have been actively conducted.

従来の色素増感型太陽電池では、透明導電膜として、基材上に蒸着法やスパッタリング法などによりインジウムドープ酸化錫(ITO)あるいはフッ素ドープ酸化錫(FTO)等の金属酸化物薄膜を形成している。   In a conventional dye-sensitized solar cell, a metal oxide thin film such as indium-doped tin oxide (ITO) or fluorine-doped tin oxide (FTO) is formed as a transparent conductive film on a substrate by vapor deposition or sputtering. ing.

しかし、この透明導電膜では材料コスト及び製造コストが高価で、更に透明導電膜を構成する上記金属酸化物は金属などと比べると抵抗率が著しく高いという欠点があり、太陽電池における光電変換効率が低下する一因となっていた。透明導電膜を厚くすることによって抵抗率は低下させることができるが、これによって光線透過率は低下し、更に材料コスト及び製造コストの増大を招いてしまう。結果として、透明導電膜を厚くすることなく、十分に満足できる光電変換効率を得るには至っていない。   However, this transparent conductive film is expensive in material cost and manufacturing cost, and further, the metal oxide constituting the transparent conductive film has a drawback that the resistivity is remarkably higher than that of metal or the like, and the photoelectric conversion efficiency in the solar cell is high. It contributed to the decline. Although the resistivity can be lowered by increasing the thickness of the transparent conductive film, the light transmittance is lowered by this, which further increases the material cost and the manufacturing cost. As a result, a sufficiently satisfactory photoelectric conversion efficiency has not been obtained without increasing the thickness of the transparent conductive film.

導電性ナノワイヤを含有する透明導電膜が開示されており、太陽電池にも適用できることが記載されている(例えば、特許文献1、2参照)。しかし、特許文献1では導電性ナノワイヤとして具体的にはカーボンナノチューブを記載しているのみであり、太陽電池としては主に有機太陽電池を意図している。また、特許文献2では明確に銀ナノワイヤを開示しており、薄膜太陽電池に適用できることが記載されているが、これら両者とも、特に色素増感型太陽電池に着目した具体的な態様については言及していない。
米国特許出願公開第2007−153353号明細書 米国特許出願公開第2007−74316号明細書
A transparent conductive film containing conductive nanowires is disclosed, and it is described that it can also be applied to solar cells (for example, see Patent Documents 1 and 2). However, in Patent Document 1, only carbon nanotubes are specifically described as conductive nanowires, and organic solar cells are mainly intended as solar cells. Further, Patent Document 2 clearly discloses silver nanowires and describes that they can be applied to thin film solar cells. However, both of them refer to specific aspects particularly focusing on dye-sensitized solar cells. Not done.
US Patent Application Publication No. 2007-153353 US Patent Application Publication No. 2007-74316

本発明は、上述したような従来の課題を解決するためのもので、その目的は、優れた光電変換効率を実現し、特に大面積の場合でも優れた光電変換効率を発現する色素増感型太陽電池を提供することである。更に耐久性にも優れる色素増感型太陽電池を提供することである。   The present invention is for solving the conventional problems as described above, and the purpose thereof is to achieve excellent photoelectric conversion efficiency, and in particular, dye sensitizing type that exhibits excellent photoelectric conversion efficiency even in the case of a large area. It is to provide a solar cell. Furthermore, it is providing the dye-sensitized solar cell which is excellent also in durability.

本発明の課題は、金属ナノワイヤを含有する透明導電性層を設け、電極の導電性を向上させることによって解決されるに至った。具体的には下記に挙げる通りである。   The problem of the present invention has been solved by providing a transparent conductive layer containing metal nanowires and improving the conductivity of the electrode. Specifically, it is as follows.

1.透明基材上に、透明導電性層と、色素が表面に吸着された金属酸化物半導体層と、電荷移動層と、対向電極とを順次有する色素増感型太陽電池であって、該透明導電性層は導電性材料として金属ナノワイヤを含有することを特徴とする色素増感型太陽電池。   1. A dye-sensitized solar cell having, on a transparent substrate, a transparent conductive layer, a metal oxide semiconductor layer having a dye adsorbed on its surface, a charge transfer layer, and a counter electrode in order, The dye-sensitized solar cell, wherein the conductive layer contains metal nanowires as a conductive material.

2.前記金属ナノワイヤが銀ナノワイヤまたは銀を含む金属ナノワイヤであることを特徴とする前記1に記載の色素増感型太陽電池。   2. 2. The dye-sensitized solar cell according to 1 above, wherein the metal nanowire is a silver nanowire or a metal nanowire containing silver.

3.前記金属ナノワイヤは平均短軸径が30nm以上200nm以下、平均長軸径が1μm以上20μm以下であることを特徴とする前記1または2に記載の色素増感型太陽電池。   3. 3. The dye-sensitized solar cell as described in 1 or 2 above, wherein the metal nanowire has an average minor axis diameter of 30 nm to 200 nm and an average major axis diameter of 1 μm to 20 μm.

4.前記透明導電性層と前記金属酸化物半導体層の間に金属酸化物から構成される金属酸化物中間層を有することを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池。   4). 4. The dye-sensitized type according to any one of 1 to 3, further comprising a metal oxide intermediate layer composed of a metal oxide between the transparent conductive layer and the metal oxide semiconductor layer. Solar cell.

5.前記金属酸化物中間層の空隙率が10%以下であることを特徴とする前記4に記載の色素増感型太陽電池。   5. 5. The dye-sensitized solar cell as described in 4 above, wherein the porosity of the metal oxide intermediate layer is 10% or less.

6.前記透明導電性層に更に導電性ポリマーを含有することを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池。   6). 6. The dye-sensitized solar cell according to any one of 1 to 5, wherein the transparent conductive layer further contains a conductive polymer.

本発明により、優れた光電変換効率を実現し、特に大面積の場合でも優れた光電変換効率を発現し、耐久性にも優れる色素増感型太陽電池を提供することができた。   According to the present invention, it is possible to provide a dye-sensitized solar cell that realizes excellent photoelectric conversion efficiency, expresses excellent photoelectric conversion efficiency even in the case of a large area, and has excellent durability.

本発明の色素増感型太陽電池の基本構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the basic structure of the dye-sensitized solar cell of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 透明導電性層
20 金属酸化物半導体層
30 電荷移動層
40 導電性層(対向電極)
50 基材
50a 透明基材
60 金属酸化物中間層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transparent conductive layer 20 Metal oxide semiconductor layer 30 Charge transfer layer 40 Conductive layer (counter electrode)
50 base material 50a transparent base material 60 metal oxide intermediate layer

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

《色素増感型太陽電池》
最初に、本発明の色素増感型太陽電池について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の色素増感型太陽電池の基本構造を示す概略断面図である。本発明の色素増感型太陽電池は図1によって示される通り、導電性基材として透明基材50a上に透明導電性層10を有し、その上に金属酸化物中間層60、表面に色素を吸着させた金属酸化物半導体層20、電荷移動層(「電解質層」と呼ぶこともある)30を順次有し、更に対向電極として、基材50の表面に導電性層40を有する構成である。なお、本発明では透明基材から金属酸化物半導体層までを半導体電極と言うことがある。
<< Dye-sensitized solar cell >>
First, the dye-sensitized solar cell of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the basic structure of the dye-sensitized solar cell of the present invention. As shown in FIG. 1, the dye-sensitized solar cell of the present invention has a transparent conductive layer 10 on a transparent substrate 50a as a conductive substrate, a metal oxide intermediate layer 60 thereon, and a dye on the surface. The metal oxide semiconductor layer 20 adsorbs the metal, the charge transfer layer (sometimes referred to as “electrolyte layer”) 30, and the conductive layer 40 on the surface of the substrate 50 as a counter electrode. is there. In the present invention, the part from the transparent substrate to the metal oxide semiconductor layer may be referred to as a semiconductor electrode.

本発明の色素増感型太陽電池を作製する際には、前記構成をケース内に収納して封止するか、あるいはそれら全体を樹脂封止することが好ましい。   When producing the dye-sensitized solar cell of the present invention, it is preferable that the above-described configuration is housed in a case and sealed, or the whole is resin-sealed.

本発明の色素増感型太陽電池に太陽光または太陽光と同等の電磁波を照射すると、金属酸化物半導体層20に吸着された色素は、照射された太陽光もしくは電磁波を吸収して励起する。励起によって発生した電子は、金属酸化物半導体層20から金属酸化物中間層60を経て透明導電性層10に移動し、次いで外部回路を経由して対向電極の導電性層40に移動して、電荷移動層30のレドックス電解質を還元する。   When the dye-sensitized solar cell of the present invention is irradiated with sunlight or an electromagnetic wave equivalent to sunlight, the dye adsorbed on the metal oxide semiconductor layer 20 is excited by absorbing the irradiated sunlight or electromagnetic wave. Electrons generated by excitation move from the metal oxide semiconductor layer 20 to the transparent conductive layer 10 through the metal oxide intermediate layer 60, and then move to the conductive layer 40 of the counter electrode via an external circuit, The redox electrolyte of the charge transfer layer 30 is reduced.

一方、電子を移動させた色素は酸化体となっているが、対向電極から電荷移動層30のレドックス電解質を経由して電子が供給されることにより、還元されて元の状態に戻り、同時に電荷移動層30のレドックス電解質は酸化されて、再び対向電極から供給される電子により還元されうる状態に戻る。このようにして電子が流れ、本発明の色素増感型太陽電池を構成することができる。   On the other hand, the dye that has moved the electrons is an oxidant, but when the electrons are supplied from the counter electrode via the redox electrolyte of the charge transfer layer 30, it is reduced and returned to the original state, and at the same time The redox electrolyte of the moving layer 30 is oxidized and returns to a state where it can be reduced again by electrons supplied from the counter electrode. In this way, electrons flow and the dye-sensitized solar cell of the present invention can be configured.

〈透明導電性層〉
本発明の色素増感型太陽電池では、透明基材上に導電性材料として金属ナノワイヤを含有する透明導電性層を有する。
<Transparent conductive layer>
The dye-sensitized solar cell of the present invention has a transparent conductive layer containing metal nanowires as a conductive material on a transparent substrate.

金属ナノワイヤとしては、公知の種々の金属元素を用いることが可能であるが、バルク状態での導電率が1×106S/m以上の金属元素を用いることが好ましい。As the metal nanowire, various known metal elements can be used, but it is preferable to use a metal element having a bulk conductivity of 1 × 10 6 S / m or more.

本発明に係る金属ナノワイヤの金属組成としては特に制限はなく、貴金属元素や卑金属元素の1種または複数の金属から構成されることができるが、金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、鉄、コバルト、銅、及び錫から選択される金属を含むことが好ましく、導電性の観点から少なくとも銀を含むことがより好ましい。更には導電性と安定性(金属ナノワイヤの硫化や酸化耐性、及びマグレーション耐性)を両立するために、銀と銀を除く貴金属に属する少なくとも1種の金属を含むことが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as a metal composition of the metal nanowire which concerns on this invention, Although it can be comprised from the 1 type or several metal of a noble metal element and a base metal element, it is gold, platinum, silver, palladium, rhodium, iridium, ruthenium. It is preferable to contain a metal selected from osmium, iron, cobalt, copper, and tin, and more preferably at least silver from the viewpoint of conductivity. Furthermore, in order to achieve both conductivity and stability (sulfurization and oxidation resistance of metal nanowires and resistance to magnation), it is preferable to include at least one metal belonging to noble metal other than silver and silver.

本発明では、金属ナノワイヤの短軸径、長軸径に特に制限はないが、主に導電性と透明性の両方の観点から、短軸径は30nm以上200nm以下であることが好ましく、長軸径は1μm以上20μm以下であることが好ましい。また、短軸径の分布は20%以下、長軸径の分布は40%以下であることが好ましい。   In the present invention, the minor axis diameter and major axis diameter of the metal nanowire are not particularly limited, but the minor axis diameter is preferably 30 nm or more and 200 nm or less mainly from the viewpoint of both conductivity and transparency. The diameter is preferably 1 μm or more and 20 μm or less. Further, the distribution of the short axis diameter is preferably 20% or less, and the distribution of the long axis diameter is preferably 40% or less.

金属ナノワイヤの短軸径や長軸径の平均値、更にそれらの分布は少なくとも100個以上、または300個以上の十分な数の金属ナノワイヤについて電子顕微鏡写真を撮影し、個々の金属ナノワイヤの計測値の算術平均から求めることができる。金属ナノワイヤの長軸径は本来直線状に伸ばした状態で測定するべきであるが、現実には屈曲している場合もあるため、電子顕微鏡写真から画像解析装置を用いて金属ナノワイヤの投影直径及び投影面積を算出し、円柱体を仮定して算出してもよい(長さ=投影面積/投影直径)。また、長軸径や短軸径の分布は、測定粒径の標準偏差を平均粒径で除した値に100を乗じた値で表す。   The average value of the short axis diameter and the long axis diameter of the metal nanowires, and further, the distribution thereof is taken at least 100 or more, or a sufficient number of metal nanowires of 300 or more. Can be obtained from the arithmetic average of The major axis diameter of metal nanowires should be measured in a linearly stretched state, but in reality it may be bent, so the projected diameter of metal nanowires can be measured using an image analyzer from an electron micrograph. The projected area may be calculated and calculated assuming a cylindrical body (length = projected area / projected diameter). The distribution of the major axis diameter and minor axis diameter is represented by a value obtained by multiplying 100 by the value obtained by dividing the standard deviation of the measured particle diameter by the average particle diameter.

粒径分布[%]=粒径の標準偏差/平均粒径×100
本発明に係る金属ナノワイヤが2種類以上の金属元素を含む場合には、例えば、金属ナノワイヤの表面と内部で金属組成が異なっていてもよいし、金属ナノワイヤ全体が同一の金属組成を有していてもよいが、銀ナノワイヤの表面に銀を除く貴金属に属する少なくとも1種の金属で薄層が形成されている態様が最も好ましい。
Particle size distribution [%] = standard deviation of particle size / average particle size × 100
When the metal nanowire according to the present invention includes two or more kinds of metal elements, for example, the metal composition may be different between the inside and the surface of the metal nanowire, or the entire metal nanowire has the same metal composition. However, an embodiment in which a thin layer is formed of at least one metal belonging to a noble metal excluding silver on the surface of the silver nanowire is most preferable.

本発明に係る金属ナノワイヤの製造方法としては、金属イオンを還元して金属ナノ粒子を形成し、金属ナノ粒子間のオストワルド熟成によって金属ナノワイヤを形成する方法や、最初に核形成工程において金属イオンを還元して核となるナノ粒子を形成した後、粒子成長工程において該核粒子上に金属イオンを還元沈積させて核粒子を成長させて金属ナノワイヤを形成する方法などがある。これらの中でも、金属ナノワイヤの形態(直径や長さ)や金属組成の制御性向上の観点から、核形成工程と粒子成長工程を分離して実施することが好ましい。   As a method for producing metal nanowires according to the present invention, metal ions are reduced to form metal nanoparticles, and metal nanowires are formed by Ostwald ripening between metal nanoparticles, or metal ions are first formed in a nucleation step. There is a method of forming metal nanowires by reducing particles to form nuclei nanoparticles and then reducing and depositing metal ions on the nuclei particles to grow nuclei particles in the particle growth step. Among these, from the viewpoint of improving the controllability of the form (diameter and length) of the metal nanowire and the metal composition, it is preferable to perform the nucleation step and the particle growth step separately.

なお、本願において「核形成工程」とは、反応容器内の還元剤を含む溶液中に少なくとも1種の金属塩溶液を添加して金属イオンを還元して、粒子成長工程において成長の核となる金属の微粒子(核粒子)を形成する工程を意味する。一方、「粒子成長工程」とは、反応容器内の還元剤と核粒子、及び形態制御剤を含む溶液中に少なくとも1種の金属塩溶液を添加して金属イオンを還元し、核形成工程において形成した金属核粒子をワイヤ状の形態を有する金属粒子に成長させる工程を意味する。   In the present application, the “nucleation step” means that at least one metal salt solution is added to a solution containing a reducing agent in a reaction vessel to reduce metal ions, which becomes a growth nucleus in the particle growth step. It means a step of forming metal fine particles (core particles). On the other hand, the “particle growth process” is a process in which at least one metal salt solution is added to a solution containing a reducing agent, a core particle, and a shape control agent in a reaction vessel to reduce metal ions. It means a step of growing the formed metal core particles into metal particles having a wire-like form.

形成する金属ナノワイヤの形態(直径や長さ)の均一性を高める上で、粒子成長工程において新たな金属微粒子が生成しないように金属イオンの還元反応を制御することが重要である。そのために、粒子成長工程における金属塩溶液の添加速度や金属イオンの還元速度の調整が必要である。   In order to improve the uniformity of the form (diameter and length) of the metal nanowires to be formed, it is important to control the reduction reaction of metal ions so that new metal fine particles are not generated in the particle growth process. Therefore, it is necessary to adjust the addition rate of the metal salt solution and the reduction rate of the metal ions in the particle growth process.

また、例えば、銀と銀以外の少なくとも1種の金属を含有する金属ナノワイヤの製造方法としては、1)還元剤と保護コロイド剤とを含む溶液中で、銀イオンと銀以外の少なくとも1種の金属イオンとを共存させて還元する工程により、銀と銀以外の少なくとも1種の金属を含有する金属ナノワイヤを製造する方法、あるいは2)還元剤と保護コロイド剤とを含む溶液中で銀イオンを還元して作製した銀ナノワイヤと、還元剤と保護コロイド剤とを含む溶液中で銀以外の少なくとも1種の金属イオンを還元して作製した少なくとも1種の金属ナノ粒子とを混合する工程により、該銀ナノワイヤの表面に銀以外の少なくとも1種の金属を含む薄層を形成して製造する方法などを適用することができる。   Further, for example, as a method for producing metal nanowires containing silver and at least one metal other than silver, 1) In a solution containing a reducing agent and a protective colloid agent, at least one kind other than silver ions and silver is used. A method of producing metal nanowires containing at least one kind of metal other than silver and silver by a step of coexisting with metal ions, or 2) silver ions in a solution containing a reducing agent and a protective colloid agent. By mixing silver nanowires produced by reduction and at least one metal nanoparticle produced by reducing at least one metal ion other than silver in a solution containing a reducing agent and a protective colloid agent, A method of manufacturing a thin layer containing at least one metal other than silver on the surface of the silver nanowire can be applied.

本発明において、金属塩溶液の添加速度を制御するためには、シングルジェット法やマルチジェット法を用いることが有効である。還元反応速度を制御するためには、還元剤の種類や濃度、反応温度、pHなどを好ましい条件に設定することが有効である。   In the present invention, in order to control the addition rate of the metal salt solution, it is effective to use a single jet method or a multi jet method. In order to control the reduction reaction rate, it is effective to set the kind and concentration of the reducing agent, the reaction temperature, pH, and the like to preferable conditions.

本発明に係るシングルジェット法やマルチジェット法とは、適当な送液装置等を用いて必要に応じて送液量を制御して、1種類または複数の添加液を各々反応容器内の液の液面上または液中に滴下または噴射、あるいは注入することによって該容器内の液中で反応させる方法であり、本発明においては、1種類または複数の金属塩溶液や形態制御剤を含む溶液、凝集防止剤を含む溶液、還元剤を含む溶液などを添加液として用いることにより実施できる。   In the single jet method and the multi jet method according to the present invention, the amount of liquid fed is controlled as necessary using an appropriate liquid feeding device or the like, and one or a plurality of additive liquids are respectively added to the liquid in the reaction vessel. It is a method of reacting in the liquid in the container by dropping or spraying or injecting on the liquid surface or in the liquid, and in the present invention, a solution containing one or more metal salt solutions and a form control agent, It can be carried out by using a solution containing an anti-aggregation agent, a solution containing a reducing agent, or the like as the additive solution.

本発明においては、核形成工程と粒子成長工程で使用する金属塩(金属イオン)のモル比を任意に変えることができる。また、モル比を調整することにより、粒径やアスペクト比の制御も可能である。例えば、平均アスペクト比の高い金属ナノワイヤを形成する場合には、粒子製造工程全体で使用する金属塩に対する核形成工程で使用する金属塩のモル比を小さくする方が有利である。これは、金属ナノワイヤの形成には粒子成長工程の寄与が大きいためである。従って、本発明では核形成工程で使用する金属塩のモル比を10モル%以下に設定することが好ましく、5モル%以下がより好ましく、0.001〜1モル%であることが更に好ましい。   In the present invention, the molar ratio of the metal salt (metal ion) used in the nucleation step and the particle growth step can be arbitrarily changed. In addition, the particle size and aspect ratio can be controlled by adjusting the molar ratio. For example, when forming metal nanowires having a high average aspect ratio, it is advantageous to reduce the molar ratio of the metal salt used in the nucleation step to the metal salt used in the entire particle production process. This is because the particle growth process greatly contributes to the formation of metal nanowires. Therefore, in this invention, it is preferable to set the molar ratio of the metal salt used at a nucleation process to 10 mol% or less, 5 mol% or less is more preferable, and it is still more preferable that it is 0.001-1 mol%.

本発明において、核形成工程及び粒子成長工程で使用する金属塩の種類には特に制限はなく、金属のハロゲン化物、酢酸金属塩、過ハロゲン酸金属塩、硫酸金属塩、硝酸金属塩、炭酸金属塩、修酸金属塩などの各種酸の金属塩などを用いることができる。通常、これらの金属塩は水などの溶媒に溶解して金属塩溶液として用いることができる。溶液中の金属イオンの濃度としては、適宜好ましい濃度に設定することができるが、濃度を薄くすると反応液中での金属イオンの還元反応や、金属ナノワイヤの形成反応を均一化する上で好ましく、一方、濃度を濃くすると金属ナノワイヤ収率を高めることができるため好ましい。従って、本発明において添加する金属塩溶液の体積モル濃度としては、0.001〜1Mであることが好ましい。   In the present invention, the type of metal salt used in the nucleation step and the particle growth step is not particularly limited, and metal halide, metal acetate, metal perhalogenate, metal sulfate, metal nitrate, metal carbonate Various metal salts such as salts and oxalic acid metal salts can be used. Usually, these metal salts can be dissolved in a solvent such as water and used as a metal salt solution. The concentration of the metal ions in the solution can be appropriately set to a preferred concentration, but reducing the concentration is preferable for uniforming the reduction reaction of the metal ions in the reaction solution and the formation reaction of the metal nanowires, On the other hand, increasing the concentration is preferable because the yield of metal nanowires can be increased. Therefore, the volume molar concentration of the metal salt solution added in the present invention is preferably 0.001 to 1M.

本発明においては、核形成工程と粒子成長工程を分離して金属ナノワイヤを形成する場合、核形成工程で使用する金属塩の種類と粒子成長工程で使用する金属塩の種類は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。   In the present invention, when forming the metal nanowire by separating the nucleation step and the particle growth step, the type of metal salt used in the nucleation step and the type of metal salt used in the particle growth step are the same. It may be different or different.

本発明に係る粒子形成工程で用いられる「形態制御剤」とは、金属粒子の成長方向を一次元様に規定する機能を有する化合物であり、形態制御剤を用いることによって、粒子形成工程において形成される金属ナノワイヤの比率を高めることができる。多くの場合、形態制御剤は、対象となる粒子の特定の結晶面に優先的あるいは選択的に吸着して、吸着面の成長を抑制することによって成長方位を制御する。   The “form control agent” used in the particle formation step according to the present invention is a compound having a function of defining the growth direction of metal particles in a one-dimensional manner, and is formed in the particle formation step by using the form control agent. The ratio of metal nanowires to be produced can be increased. In many cases, the shape control agent preferentially or selectively adsorbs on a specific crystal plane of a target particle to control the growth orientation by suppressing the growth of the adsorption plane.

本発明に係る粒子形成工程で用いられる形態制御剤としては、例えば、親水性高分子、両親媒性分子などを挙げることができる。   Examples of the shape control agent used in the particle forming step according to the present invention include hydrophilic polymers and amphiphilic molecules.

親水性高分子としては、ポリビニルピロリドン(例えば、ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン))、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸塩のように、アミド基、水酸基、カルボキシル基及び/またはアミノ基を含有するポリマーあるいはこれら親水性ホモ重合体形成用モノマーの共重合体などの他、シクロデキストリン、アミノペクチン、メチルセルロース、ゼラチンなどの天然物を挙げることができる。   Examples of the hydrophilic polymer include an amide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, and / or an amino group such as polyvinyl pyrrolidone (for example, poly (N-vinyl-2-pyrrolidone)), polyvinyl alcohol, and poly (meth) acrylate. And natural products such as cyclodextrin, aminopectin, methylcellulose, gelatin and the like.

両親媒性分子としては、各種一官能性または多官能性界面活性剤(アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性いずれでも可)、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリエチレングリコールモノラウレートなどを挙げることができる。   Examples of amphiphilic molecules include various monofunctional or polyfunctional surfactants (any of anionic, cationic, nonionic, and amphoteric), such as sodium dodecyl sulfate, polyethylene glycol monolaurate, and the like. it can.

形態制御剤の使用量は、金属1モルに対し0.1モル以上存在することが好ましく、より好ましくは1〜50モルである。なお、形態制御剤が高分子の場合には、前記モル量はそのモノマー単位のモル数に換算した値を意味する。   The amount of the form control agent used is preferably 0.1 mol or more, more preferably 1 to 50 mol, relative to 1 mol of the metal. When the form control agent is a polymer, the molar amount means a value converted to the number of moles of the monomer unit.

本発明においては、粒子形成工程において本発明に係る粒子形成工程で用いられる凝集防止剤としては、対象となる金属ナノワイヤに対して保護コロイド機能を有する化合物であれば特に制限はなく、例えば、親水性高分子、金属配位性分子、両親媒性分子、アニオン性化合物などを挙げることができる。   In the present invention, the aggregation preventing agent used in the particle forming step according to the present invention in the particle forming step is not particularly limited as long as it is a compound having a protective colloid function with respect to the target metal nanowire. And a conductive polymer, a metal coordinating molecule, an amphiphilic molecule, and an anionic compound.

親水性高分子としては、ポリビニルピロリドン(例えば、ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン))、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸塩のように、アミド基、水酸基、カルボキシル基及び/またはアミノ基を含有するポリマーあるいはこれら親水性ホモ重合体形成用モノマーの共重合体などのほか、シクロデキストリン、アミノペクチン、メチルセルロース、ゼラチンなどの天然物を挙げることができる。   Examples of the hydrophilic polymer include an amide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, and / or an amino group such as polyvinyl pyrrolidone (for example, poly (N-vinyl-2-pyrrolidone)), polyvinyl alcohol, and poly (meth) acrylate. In addition to polymers containing styrene or copolymers of monomers for forming these hydrophilic homopolymers, natural products such as cyclodextrin, aminopectin, methylcellulose, and gelatin can be used.

金属配位性分子としては、例えば、アミノ基、チオール基、ジスルフィド基、アミド基、カルボン酸基、ホスフィン基、スルホン酸基など金属に配位することのできる官能基を1つ以上持つ有機分子及び一酸化炭素、一酸化窒素を挙げることができる。   Examples of metal coordinating molecules include organic molecules having one or more functional groups capable of coordinating to metals such as amino groups, thiol groups, disulfide groups, amide groups, carboxylic acid groups, phosphine groups, and sulfonic acid groups. And carbon monoxide and nitric oxide.

両親媒性分子としては、各種一官能性または多官能性界面活性剤(アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性いずれでも可)、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリエチレングリコールモノラウレートなどを挙げることができる。   Examples of amphiphilic molecules include various monofunctional or polyfunctional surfactants (any of anionic, cationic, nonionic, and amphoteric), such as sodium dodecyl sulfate, polyethylene glycol monolaurate, and the like. it can.

アニオン性化合物としては、例えば、塩化物などのハロゲン化物、過塩素酸塩、各種アルコキシドなどのほか修酸、酒石酸、クエン酸などのカルボン酸の塩を挙げることができ、その塩としては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩などを挙げることができる。   Examples of the anionic compound include halides such as chlorides, perchlorates, various alkoxides, and salts of carboxylic acids such as oxalic acid, tartaric acid, citric acid, and the like. Examples thereof include metal salts, ammonium salts, and amine salts.

本発明に係る粒子形成工程においては、上記化合物の中でもアミド基、水酸基、カルボキシル基及び/またはアミノ基を含有する水溶性ポリマーを用いることが好ましい。   In the particle forming step according to the present invention, among the above compounds, it is preferable to use a water-soluble polymer containing an amide group, a hydroxyl group, a carboxyl group and / or an amino group.

前記形態制御剤の例示化合物に挙げたポリビニルピロリドンやポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどは、金属ナノワイヤ形成の凝集防止剤としても機能するため、形態制御剤兼凝集防止剤として本発明において好ましく用いることができる。   Polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and the like listed as exemplary compounds of the form control agent also function as an anti-aggregation agent for forming metal nanowires, and therefore can be preferably used in the present invention as an anti-coagulation agent. .

本発明において、金属イオンを還元するための還元剤としては、対象となる金属を還元できる化合物であれば特に制限はなく、一般的な化学還元剤から少なくとも1種を選んで用いることができる。本発明で好ましく用いることができる還元剤としては、例えば、一級または二級アルコール類、グリコール類、酸素原子に隣接する炭素原子に水素原子が結合しているエーテル類、アタノールアミン類、水素化ホウ素類、ヒドラジン類よりなる群から選ばれた少なくとも1種を挙げることができる。   In the present invention, the reducing agent for reducing metal ions is not particularly limited as long as it is a compound that can reduce the target metal, and at least one selected from general chemical reducing agents can be used. Examples of the reducing agent that can be preferably used in the present invention include primary or secondary alcohols, glycols, ethers in which a hydrogen atom is bonded to a carbon atom adjacent to an oxygen atom, ethanolamines, borohydride. And at least one selected from the group consisting of hydrazines.

更に本発明においては、粒子形成工程の後に粒子形成工程で使用した形態制御剤を限外濾過膜等を用いて除去する工程(形態制御剤除去工程)を有することが好ましい。   Furthermore, in this invention, it is preferable to have the process (form control agent removal process) which removes the form control agent used at the particle formation process using an ultrafiltration membrane etc. after a particle formation process.

また、本発明においては、金属ナノワイヤの凝集を防止することを目的として分散工程を有することが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable to have a dispersion | distribution process for the purpose of preventing aggregation of metal nanowire.

本発明に係る製造方法において、金属ナノワイヤ分散液中で金属ナノワイヤの凝集を抑制し高度に分散させる方法としては、高分子系の分散剤や極性部と非極性部を有する活性剤などを金属ナノワイヤ表面に吸着させ、その立体障害効果により凝集体の生成を抑制する方法が有効である。   In the production method according to the present invention, as a method for suppressing the aggregation of the metal nanowires in the metal nanowire dispersion liquid and highly dispersing, a polymer-based dispersant or an active agent having a polar part and a nonpolar part can be used. A method of adsorbing on the surface and suppressing the formation of aggregates by the steric hindrance effect is effective.

本発明において分散剤の構造は特に制限はなく、リン酸系、スルホン酸系、カルボン酸系、ノニオン系、カチオン系などから適宜選択して用いることができるが、アミノ基、チオール基、ジスルフィド基、アミド基、カルボン酸基、ホスフィン基、スルホン酸基などの金属に配位することのできる官能基を1つ以上有する分散剤を少なくとも1種用いることが好ましい。また、分散剤の分子量は50,000以下が好ましく、更に好ましくは100〜20,000、最も好ましいのは500〜10,000である。分子量が大きすぎると分散剤が金属ナノワイヤ間で橋架け凝集を形成したり、金属ナノワイヤ間の導電性を阻害するため好ましくない。また、分子量が小さすぎると分子鎖が短く充分な立体障害効果が得られない。   In the present invention, the structure of the dispersant is not particularly limited, and can be appropriately selected from phosphoric acid, sulfonic acid, carboxylic acid, nonionic, cationic, etc. It is preferable to use at least one dispersant having one or more functional groups capable of coordinating to a metal such as an amide group, a carboxylic acid group, a phosphine group, or a sulfonic acid group. The molecular weight of the dispersant is preferably 50,000 or less, more preferably 100 to 20,000, and most preferably 500 to 10,000. If the molecular weight is too large, the dispersant is not preferable because it forms bridging aggregates between the metal nanowires or inhibits the conductivity between the metal nanowires. If the molecular weight is too small, the molecular chain is short and sufficient steric hindrance effect cannot be obtained.

本発明に係る金属ナノワイヤを非水系溶媒に分散する場合には、アミノ基、チオール基、ジスルフィド基、アミド基、カルボン酸基、ホスフィン基、スルホン酸基などの金属に配位することのできる官能基を1つ以上有し、且つ非水系溶媒に親和性のある化合物を分散剤を用いることが好ましい。   When the metal nanowire according to the present invention is dispersed in a non-aqueous solvent, a functional group capable of coordinating to a metal such as an amino group, a thiol group, a disulfide group, an amide group, a carboxylic acid group, a phosphine group, or a sulfonic acid group. It is preferable to use a dispersant having a compound having at least one group and having an affinity for a non-aqueous solvent.

本発明に係る製造方法における分散操作は、超音波分散機や高速攪拌型分散機のいずれか、またはそれらを組み合わせて実施することができる。   The dispersion operation in the production method according to the present invention can be carried out by using either an ultrasonic disperser or a high-speed stirring disperser, or a combination thereof.

本発明においては、水系にて製造した金属ナノワイヤを必要に応じて疎水化処理することができる。金属ナノワイヤを疎水化処理する方法としては、例えば、特開2007−500606号公報などを参考にすることができる。   In the present invention, metal nanowires produced in an aqueous system can be subjected to a hydrophobization treatment as necessary. As a method for hydrophobizing metal nanowires, for example, JP-A-2007-500606 can be referred to.

本発明に係る透明導電性層には、必要に応じてバインダーを含有することが可能であり、その場合の金属ナノワイヤとバインダーの質量比は7:1〜2:1が好ましく、5:1〜3:1がより好ましい。金属ナノワイヤの比率が高くなると、導電性は十分だが密着性が悪くなり、金属ナノワイヤの比率が低いと十分な導電性が得にくくなる。   The transparent conductive layer according to the present invention may contain a binder as necessary. In that case, the mass ratio of the metal nanowires to the binder is preferably 7: 1 to 2: 1, and 5: 1 to 5: 1. 3: 1 is more preferred. When the ratio of the metal nanowires is high, the conductivity is sufficient but the adhesion is poor, and when the ratio of the metal nanowires is low, it is difficult to obtain sufficient conductivity.

本発明においてバインダーの種類は特に制限されるものではなく、例えば、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ロジン系樹脂等、水系インク用として用いられる水溶性アクリル樹脂、水溶性アルキッド樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性ウレタンエマルジョン樹脂、水溶性エポキシ樹脂、水溶性ポリエステル樹脂等のエチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ポリオールアクリレート系樹脂等が挙げられる。特にバインダーとしては、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂が好ましい。   In the present invention, the type of binder is not particularly limited. For example, acrylic resin, alkyd resin, polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, vinyl chloride resin, silicone resin, rosin resin, etc. Contains water-soluble acrylic resins, water-soluble alkyd resins, water-soluble melamine resins, water-soluble urethane emulsion resins, water-soluble epoxy resins, water-soluble polyester resins, and other monomers with ethylenically unsaturated double bonds used for water-based inks And acrylic urethane resins, polyester acrylate resins, epoxy acrylate resins, polyol acrylate resins, and the like. In particular, the binder is preferably an acrylic resin, a polyurethane resin, or a phenol resin.

溶媒としては、トルエン、キシレン、ブチルアセテート、グリコールエーテル系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、水、グリコール系溶剤、ケトン系溶剤等を用いることができる。   As the solvent, toluene, xylene, butyl acetate, glycol ether solvent, ester solvent, alcohol solvent, water, glycol solvent, ketone solvent and the like can be used.

更に分散剤を含有することも可能であり、分散剤としては特に制限はないが、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。   Further, a dispersant may be contained, and the dispersant is not particularly limited. For example, anionic surfactants such as dialkylsulfosuccinates, alkylnaphthalenesulfonates, fatty acid salts, and the like, polyoxyethylene alkyl ethers , Nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl allyl ethers, acetylene glycols, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, and cationic surfactants such as alkylamine salts and quaternary ammonium salts Is mentioned.

また、高分子界面活性剤も用いることができ、例えば、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体等を挙げることができる。   In addition, a polymeric surfactant can also be used, for example, styrene-acrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-maleic acid-acrylic acid alkyl ester copolymer, styrene. -Maleic acid copolymer, styrene-methacrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-maleic acid half ester copolymer, vinyl naphthalene-acrylic acid copolymer, vinyl naphthalene- A maleic acid copolymer etc. can be mentioned.

本発明に係る透明導電性層には、導電性ポリマーを含有することが好ましい。その場合、1種類の導電性ポリマーを単独で含有してもよいし、2種類以上の導電性ポリマーを組み合わせて含有してもよい。   The transparent conductive layer according to the present invention preferably contains a conductive polymer. In that case, one kind of conductive polymer may be contained alone, or two or more kinds of conductive polymers may be contained in combination.

本発明において用いられる導電性ポリマーとしては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子が好ましく、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリフェニレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリアニリン類、ポリアセン類、ポリチオフェンビニレン類、及びこれらの共重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)から選ばれる重合体、または共重合体が好適に用いられる。特にポリピロール、ポリチオフェン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)が好ましい。   The conductive polymer used in the present invention is preferably an organic polymer whose main chain is composed of a π-conjugated system. For example, polypyrroles, polythiophenes, polyacetylenes, polyphenylenes, polyphenylene vinylenes, polyanilines, polyacenes. , Polythiophene vinylenes, and copolymers thereof. Among these, a polymer selected from polypyrrole, polythiophene, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylthiophene), poly (3-methoxythiophene), poly (3,4-ethylenedioxythiophene), or A copolymer is preferably used. Polypyrrole, polythiophene, and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) are particularly preferable.

本発明に係る透明導電性層で用いられる導電性ポリマーには、導電性をより高めるためにドーピング処理を施すことができる。導電性ポリマーに対するドーパントとしては、例えば、炭素数が6〜30の炭化水素基を有するスルホン酸(以下、長鎖スルホン酸ともいう。)あるいはその重合体(例えば、ポリスチレンスルホン酸)、ハロゲン原子、ルイス酸、プロトン酸、遷移金属ハロゲン化物、遷移金属化合物、アルカリ金属、アルカリ土類金属、MClO4(M=Li+、Na+)、R4+(R=CH3、C49、C65)、またはR4+(R=CH3、C49、C65)からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。中でも上記長鎖スルホン酸が好ましい。The conductive polymer used in the transparent conductive layer according to the present invention can be subjected to a doping treatment in order to further increase the conductivity. As a dopant for the conductive polymer, for example, a sulfonic acid having a hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms (hereinafter also referred to as long-chain sulfonic acid) or a polymer thereof (for example, polystyrene sulfonic acid), a halogen atom, Lewis acid, proton acid, transition metal halide, transition metal compound, alkali metal, alkaline earth metal, MClO 4 (M = Li + , Na + ), R 4 N + (R = CH 3 , C 4 H 9 , C 6 H 5 ), or at least one selected from the group consisting of R 4 P + (R═CH 3 , C 4 H 9 , C 6 H 5 ). Of these, the long-chain sulfonic acids are preferred.

長鎖スルホン酸としては、ジノニルナフタレンジスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等が挙げられる。ハロゲンとしては、Cl2、Br2、I2、ICl3、IBr、IF5等が挙げられる。ルイス酸としては、PF5、AsF5、SbF5、BF3、BCl3、BBr3、SO3、GaCl3等が挙げられる。プロトン酸としては、HF、HCl、HNO3、H2SO4、HBF4、HClO4、FSO3H、ClSO3H、CF3SO3H等が挙げられる。遷移金属ハロゲン化物としては、NbF5、TaF5、MoF5、WF5、RuF5、BiF5、TiCl4、ZrCl4、MoCl5、MoCl3、WCl5、FeCl3、TeCl4、SnCl4、SeCl4、FeBr3、SnI5等が挙げられる。遷移金属化合物としては、AgClO4、AgBF4、La(NO33、Sm(NO33等が挙げられる。アルカリ金属としては、Li、Na、K、Rb、Cs等が挙げられる。アルカリ土類金属としては、Be、Mg、Ca、Sc、Ba等が挙げられる。Examples of the long chain sulfonic acid include dinonyl naphthalene disulfonic acid, dinonyl naphthalene sulfonic acid, and dodecylbenzene sulfonic acid. Examples of the halogen include Cl 2 , Br 2 , I 2 , ICl 3 , IBr, IF 5 and the like. Examples of the Lewis acid include PF 5 , AsF 5 , SbF 5 , BF 3 , BCl 3 , BBr 3 , SO 3 , and GaCl 3 . Examples of the protonic acid include HF, HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 , HBF 4 , HClO 4 , FSO 3 H, ClSO 3 H, CF 3 SO 3 H, and the like. The transition metal halide, NbF 5, TaF 5, MoF 5, WF 5, RuF 5, BiF 5, TiCl 4, ZrCl 4, MoCl 5, MoCl 3, WCl 5, FeCl 3, TeCl 4, SnCl 4, SeCl 4 , FeBr 3 , SnI 5 and the like. The transition metal compound, AgClO 4, AgBF 4, La (NO 3) 3, Sm (NO 3) 3 and the like. Examples of the alkali metal include Li, Na, K, Rb, and Cs. Examples of the alkaline earth metal include Be, Mg, Ca, Sc, and Ba.

また、導電性ポリマーに対するドーパントは、水素化フラーレン、水酸化フラーレン、スルホン酸化フラーレンなどのフラーレン類に導入されていてもよい。透明導電性層において、上記ドーパントは導電性ポリマー100質量部に対して、0.001質量部以上含まれていることが好ましい。更には0.5質量部以上含まれていることがより好ましい。なお、本発明に係る透明導電性層は、長鎖スルホン酸、長鎖スルホン酸の重合体(例えば、ポリスチレンスルホン酸)、ハロゲン、ルイス酸、プロトン酸、遷移金属ハロゲン化物、遷移金属化合物、アルカリ金属、アルカリ土類金属、MClO4、R4+、及びR4+からなる群から選ばれる少なくとも1種のドーパントと、フラーレン類との双方を含んでいてもよい。Moreover, the dopant with respect to a conductive polymer may be introduce | transduced into fullerenes, such as hydrogenation fullerene, a hydroxylation fullerene, and a sulfonated fullerene. In the transparent conductive layer, the dopant is preferably contained in an amount of 0.001 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer. Furthermore, it is more preferable that 0.5 mass part or more is contained. The transparent conductive layer according to the present invention includes a long chain sulfonic acid, a polymer of long chain sulfonic acid (for example, polystyrene sulfonic acid), halogen, Lewis acid, proton acid, transition metal halide, transition metal compound, alkali Both at least one dopant selected from the group consisting of metals, alkaline earth metals, MClO 4 , R 4 N + , and R 4 P + and fullerenes may be included.

本発明に係る導電性ポリマーを含む透明導電性層には、水溶性有機化合物を含有してもよい。水溶性有機化合物の中で、導電性ポリマー材料に添加することによって導電性を向上させる効果を有する化合物が知られている。本発明に係る透明導電性層で用いることができる水溶性有機化合物には特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、酸素含有化合物が好適に挙げられる。   The transparent conductive layer containing the conductive polymer according to the present invention may contain a water-soluble organic compound. Among water-soluble organic compounds, compounds having an effect of improving conductivity by adding to a conductive polymer material are known. There is no restriction | limiting in particular in the water-soluble organic compound which can be used with the transparent conductive layer which concerns on this invention, It can select suitably from well-known things, For example, an oxygen containing compound is mentioned suitably.

前記酸素含有化合物としては、酸素を含有する限り特に制限はなく、例えば、水酸基含有化合物、カルボニル基含有化合物、エーテル基含有化合物、スルホキシド基含有化合物などが挙げられる。前記水酸基含有化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリンなどが挙げられ、これらの中でも、エチレングリコール、ジエチレングリコールが好ましい。前記カルボニル基含有化合物としては、例えば、イソホロン、プロピレンカーボネート、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。前記エーテル基含有化合物としては、例えば、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、などが挙げられる。前記スルホキシド基含有化合物としては、例えば、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよいが、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、ジエチレングリコールから選ばれる少なくとも1種を用いることが特に好ましい。   The oxygen-containing compound is not particularly limited as long as it contains oxygen, and examples thereof include a hydroxyl group-containing compound, a carbonyl group-containing compound, an ether group-containing compound, and a sulfoxide group-containing compound. Examples of the hydroxyl group-containing compound include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, 1,4-butanediol, and glycerin. Among these, ethylene glycol and diethylene glycol are preferable. Examples of the carbonyl group-containing compound include isophorone, propylene carbonate, cyclohexanone, and γ-butyrolactone. Examples of the ether group-containing compound include diethylene glycol monoethyl ether. Examples of the sulfoxide group-containing compound include dimethyl sulfoxide. These may be used alone or in combination of two or more, but it is particularly preferable to use at least one selected from dimethyl sulfoxide, ethylene glycol, and diethylene glycol.

本発明に係る導電性ポリマーを含む透明導電性層において、導電性ポリマー100質量部に対する上記水溶性有機化合物の含有量は、0.001質量部以上が好ましく、0.01〜50質量部がより好ましく、0.01〜10質量部が特に好ましい。   In the transparent conductive layer containing the conductive polymer according to the present invention, the content of the water-soluble organic compound with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer is preferably 0.001 part by mass or more, and more preferably 0.01 to 50 parts by mass. Preferably, 0.01-10 mass parts is especially preferable.

本発明に係る透明導電性層に導電性ポリマーを含有する場合、1つの層に金属ナノワイヤと導電性ポリマーを混合させてもよいが、それぞれを含有する別々の層として形成し、重層構成としてもよい。   When the conductive polymer is contained in the transparent conductive layer according to the present invention, the metal nanowire and the conductive polymer may be mixed in one layer, but each layer is formed as a separate layer, and a multilayer structure is also formed. Good.

本発明に係る透明導電性層を製造する方法としては特に制限はないが、生産性と生産コスト、平滑性や均一性などの電極品質、環境負荷軽減の観点から、透明導電性層の形成には塗布法や印刷法などの液相成膜法を用いることが好ましい。塗布法としては、ロールコート法、バーコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法などを用いることができる。印刷法としては、凸版(活版)印刷法、孔版(スクリーン)印刷法、平版(オフセット)印刷法、凹版(グラビア)印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法などを用いることができる。   The method for producing the transparent conductive layer according to the present invention is not particularly limited. However, from the viewpoint of productivity and production cost, electrode quality such as smoothness and uniformity, and reduction of environmental load, the transparent conductive layer can be formed. Is preferably a liquid phase film forming method such as a coating method or a printing method. As coating methods, roll coating method, bar coating method, dip coating method, spin coating method, casting method, die coating method, blade coating method, bar coating method, gravure coating method, curtain coating method, spray coating method, doctor coating method Etc. can be used. As the printing method, a letterpress (letter) printing method, a stencil (screen) printing method, a lithographic (offset) printing method, an intaglio (gravure) printing method, a spray printing method, an ink jet printing method, and the like can be used.

また、金属ナノワイヤを含む導電性材料を透明基材上にパターン形成して、透明配線や透明回路を形成することもできる。なお、必要に応じて密着性、塗工性を向上させるための予備処理として、透明基材表面にコロナ放電処理、プラズマ放電処理などの物理的表面処理を施すこともできる。   Moreover, a conductive material containing metal nanowires can be patterned on a transparent substrate to form a transparent wiring or a transparent circuit. In addition, physical surface treatments, such as a corona discharge process and a plasma discharge process, can also be given to the transparent base material surface as a preliminary process for improving adhesiveness and coating property as needed.

〈透明基材〉
本発明の色素増感型太陽電池で用いられる透明基材としては、ガラス板や樹脂フィルムを使用することができる。
<Transparent substrate>
As a transparent substrate used in the dye-sensitized solar cell of the present invention, a glass plate or a resin film can be used.

樹脂フィルムとして具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、環状オレフィン系樹脂などのポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)などを用いることができる。   Specific examples of the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate, polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene and cyclic olefin resins, polyvinyl chloride, poly Vinyl resins such as vinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK), polysulfone (PSF), polyether sulfone (PES), polycarbonate (PC), polyamide, polyimide, acrylic resin, triacetyl cellulose (TAC), etc. are used. be able to.

これらの中でも、透明性、耐熱性、取り扱いやすさ及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロースフィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであることが最も好ましい。   Among these, from the viewpoints of transparency, heat resistance, ease of handling and cost, a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, an acrylic resin film, and a triacetyl cellulose film are preferable, and a biaxially stretched polyethylene terephthalate film is preferable. Most preferred.

〈金属酸化物中間層〉
本発明の色素増感型太陽電池は、透明導電性層と金属酸化物半導体層の間に金属酸化物から構成される金属酸化物中間層を有することが好ましい。
<Metal oxide intermediate layer>
The dye-sensitized solar cell of the present invention preferably has a metal oxide intermediate layer composed of a metal oxide between the transparent conductive layer and the metal oxide semiconductor layer.

金属酸化物中間層を構成する金属酸化物としては、後述する金属酸化物半導体層に用いられるものと同様のものを用いることができる。その中でも、光照射時の逆電流が少なく順方向の電子移動が多くなり、高い光電変換効率を得られるようにする点で金属酸化物半導体層に用いられる金属酸化物の伝導帯下端電位と同レベル、またはより卑なる伝導帯下端電位を持つ金属酸化物を用いることが好ましい。   As a metal oxide which comprises a metal oxide intermediate | middle layer, the thing similar to what is used for the metal oxide semiconductor layer mentioned later can be used. Among them, the reverse current at the time of light irradiation is small, the forward electron transfer is increased, and high photoelectric conversion efficiency can be obtained, so that it is the same as the conduction band bottom potential of the metal oxide used for the metal oxide semiconductor layer. It is preferable to use a metal oxide having a level or a lower potential of the lower end of the conduction band.

具体的には、金属酸化物半導体層を構成する金属酸化物が酸化チタン、酸化亜鉛の場合、金属酸化物中間層に使用する金属酸化物としては、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、酸化ニオブ、酸化亜鉛が好ましく、チタン酸ストロンチウム、酸化ニオブがより好ましい。   Specifically, when the metal oxide constituting the metal oxide semiconductor layer is titanium oxide or zinc oxide, the metal oxide used for the metal oxide intermediate layer includes zirconium oxide, strontium titanate, niobium oxide, oxide Zinc is preferable, and strontium titanate and niobium oxide are more preferable.

金属酸化物中間層の厚さとしては、1nm以上500nm以下であることが好ましく、5nm以上100nm以下であることが更に好ましい。金属酸化物中間層の空隙率は、金属酸化物半導体層の空隙率よりも小さい方が好ましく、具体的には20%以下であることが好ましく、10%以下であることが更に好ましい。金属酸化物中間層の空隙率が小さくなると、電子の逆方向の移動が起こりにくくなるばかりでなく、透明導電性層との密着性や耐久性も向上する。また、金属酸化物中間層は2層以上の積層構成としてもよく、構成する金属酸化物微粒子の組成や厚さや空隙率などは任意に制御することが可能である。   The thickness of the metal oxide intermediate layer is preferably 1 nm or more and 500 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 100 nm or less. The porosity of the metal oxide intermediate layer is preferably smaller than the porosity of the metal oxide semiconductor layer, specifically 20% or less, more preferably 10% or less. When the porosity of the metal oxide intermediate layer is reduced, not only is it difficult for electrons to move in the reverse direction, but also adhesion and durability with the transparent conductive layer are improved. Further, the metal oxide intermediate layer may have a laminated structure of two or more layers, and the composition, thickness, porosity and the like of the metal oxide fine particles to be formed can be arbitrarily controlled.

ここで、空隙率とは誘電体の厚み方向に貫通性のある空隙率を意味し、水銀ポロシメーター(島津ポアライザー9220型)等の市販の装置を用いて測定することができる。   Here, the porosity means a porosity having penetrability in the thickness direction of the dielectric, and can be measured by using a commercially available apparatus such as a mercury porosimeter (Shimadzu Polarizer 9220 type).

金属酸化物中間層の製造方法としては特に制限はなく、真空蒸着法、イオンスパッタリング法、キャスト法、塗布法、スピンコート法、スプレー法、エアロゾルデポジション法(AD法)、浸漬法、電解重合法、光電解重合法、加圧プレス法等の種々の薄膜形成法を挙げることができる。   The method for producing the metal oxide intermediate layer is not particularly limited, and is a vacuum deposition method, ion sputtering method, cast method, coating method, spin coating method, spray method, aerosol deposition method (AD method), dipping method, electrolytic weight Various thin film forming methods such as a combination method, a photoelectrolytic polymerization method, and a pressure press method can be given.

この中で、真空蒸着法及びイオンスパッタリング法は、市販の蒸着装置やスパッタ装置を用いて周知の条件で行うことができる。塗布法等については、後述する金属酸化物半導体層の半導体微粒子の塗布方法に準じて行うことができる。また、透明基材がガラス板ではなく樹脂フィルムである場合は、高温加熱工程を必要としない加圧プレス法などの方法を好ましく適用できる。   Among these, the vacuum vapor deposition method and the ion sputtering method can be performed under known conditions using a commercially available vapor deposition apparatus or sputtering apparatus. About the coating method etc., it can carry out according to the coating method of the semiconductor fine particle of the metal oxide semiconductor layer mentioned later. Moreover, when a transparent base material is not a glass plate but a resin film, methods, such as a pressure press method which does not require a high temperature heating process, can be applied preferably.

〈金属酸化物半導体層〉
本発明に係る金属酸化物半導体層を構成する金属酸化物としては、半導体に吸着した色素で光照射により発生した電子を受け取り、これを透明導電性層へ伝達する半導体なら特に限定はなく、公知の色素増感型太陽電池に使用される種々の金属酸化物を使用することができる。
<Metal oxide semiconductor layer>
The metal oxide constituting the metal oxide semiconductor layer according to the present invention is not particularly limited as long as it is a semiconductor that receives electrons generated by light irradiation with a dye adsorbed on the semiconductor and transmits the electrons to the transparent conductive layer. Various metal oxides used in the dye-sensitized solar cell can be used.

具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化タングステン等の各種金属酸化物半導体、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸ストロンチウム等の各種複合金属酸化物半導体、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化マンガン等の遷移金属酸化物、酸化セリウム、酸化ガドリニウム、酸化サマリウム、酸化イッテルビウム等のランタノイドの酸化物等の金属酸化物、シリカに代表される天然または合成の珪酸化合物等の無機絶縁体などを挙げることができる。   Specifically, various metal oxide semiconductors such as titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, barium titanate, niobium Various composite metal oxide semiconductors such as potassium oxide and strontium tantalate, transition metal oxides such as magnesium oxide, strontium oxide, aluminum oxide, cobalt oxide, nickel oxide, manganese oxide, cerium oxide, gadolinium oxide, samarium oxide, ytterbium oxide And metal oxides such as lanthanoid oxides, and inorganic insulators such as natural or synthetic silicate compounds represented by silica.

また、これらの材料を組み合わせて使用することもできる。更に金属酸化物粒子をコアシェル構造としたり、異なる金属元素をドーピングしたりしてもよく、任意の構造、組成の金属酸化物を適用することが可能である。   Further, these materials can be used in combination. Furthermore, the metal oxide particles may have a core-shell structure or may be doped with a different metal element, and a metal oxide having an arbitrary structure and composition can be applied.

金属酸化物粒子の平均粒子径は10nm以上300nm以下であることが好ましく、10nm以上100nm以下であることが更に好ましい。また、金属酸化物の形状も特に限定はなく、球状、針状、または不定形結晶であってもよい。   The average particle diameter of the metal oxide particles is preferably 10 nm or more and 300 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 100 nm or less. Further, the shape of the metal oxide is not particularly limited, and may be spherical, acicular, or amorphous crystals.

金属酸化物粒子の形成方法としては特に限定はなく、水熱反応法、ゾルゲル法/ゲルゾル法、コロイド化学合成法、塗布熱分解法、噴霧熱分解法等の各種液相法、及び化学気相析出法等の各種気相法を用いて形成することができる。   The method for forming metal oxide particles is not particularly limited, and various liquid phase methods such as hydrothermal reaction method, sol-gel method / gel sol method, colloid chemical synthesis method, coating pyrolysis method, spray pyrolysis method, and chemical vapor phase It can be formed using various gas phase methods such as a precipitation method.

次に、本発明に係る金属酸化物半導体層の作製方法を説明する。   Next, a method for manufacturing a metal oxide semiconductor layer according to the present invention will be described.

本発明の色素増感型太陽電池の金属酸化物半導体層の作製方法としては公知の方法を適用することが可能であり、(1)金属酸化物の微粒子またはその前駆体を含有する懸濁液を透明導電性層上に塗布し、乾燥及び焼成を行って半導体層を形成する方法、(2)コロイド溶液中に透明導電性層を浸漬して電気泳動により金属酸化物半導体微粒子を透明導電性層上に付着させる泳動電着法、(3)コロイド溶液や分散液に発泡剤を混合して塗布した後、焼結して多孔質化する方法、(4)ポリマーマイクロビーズを混合して塗布した後、このポリマーマイクロビーズを加熱処理や化学処理により除去して空隙を形成させ多孔質化する方法等を適用することができる。   As a method for producing the metal oxide semiconductor layer of the dye-sensitized solar cell of the present invention, a known method can be applied. (1) Suspension containing metal oxide fine particles or a precursor thereof A method of forming a semiconductor layer by coating the transparent conductive layer on the transparent conductive layer, and (2) immersing the transparent conductive layer in a colloidal solution and subjecting the metal oxide semiconductor particles to the transparent conductive property by electrophoresis. Electrophoretic electrodeposition method to deposit on the layer, (3) Method to mix and apply foaming agent to colloidal solution or dispersion, then sinter to make porous, (4) Mix and apply polymer microbeads Then, a method of removing the polymer microbeads by heat treatment or chemical treatment to form voids and making it porous can be applied.

上記の作製方法の中で、特に塗布方法としては公知の方法を適用することが可能で、スクリーン印刷法、インクジェット法、ロールコート法、ドクターブレード法、スピンコート法、スプレー塗布法等を挙げることができる。   Among the above-described production methods, a known method can be applied particularly as a coating method, and examples thereof include a screen printing method, an ink jet method, a roll coating method, a doctor blade method, a spin coating method, and a spray coating method. Can do.

特に上記(1)の方法の場合、懸濁液中の金属酸化物微粒子の粒子径は微細であることが好ましく、一次粒子として存在していることが好ましい。金属酸化物微粒子を含有する懸濁液は、金属酸化物微粒子を溶媒中に分散させることによって調製され、溶媒としては、金属酸化物微粒子を分散し得るものであれば特に制限はなく、水、有機溶媒、水と有機溶媒との混合液が包含される。有機溶媒としては、メタノールやエタノール等のアルコール、メチルエチルケトン、アセトン、アセチルアセトン等のケトン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素等が用いられる。懸濁液中には、必要に応じて界面活性剤や粘度調節剤(ポリエチレングリコール等の多価アルコール等)を加えることができる。溶媒中の金属酸化物微粒子の濃度の範囲は0.1〜70質量%が好ましく、0.1〜30質量%が更に好ましい。   In particular, in the case of the method (1), the particle diameter of the metal oxide fine particles in the suspension is preferably fine and is preferably present as primary particles. The suspension containing the metal oxide fine particles is prepared by dispersing the metal oxide fine particles in a solvent, and the solvent is not particularly limited as long as the metal oxide fine particles can be dispersed, and water, Organic solvents, mixtures of water and organic solvents are included. As the organic solvent, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as methyl ethyl ketone, acetone and acetyl acetone, hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, and the like are used. A surfactant and a viscosity modifier (polyhydric alcohol such as polyethylene glycol) can be added to the suspension as necessary. The concentration range of the metal oxide fine particles in the solvent is preferably 0.1 to 70% by mass, more preferably 0.1 to 30% by mass.

上記のようにして得られた金属酸化物のコア微粒子を含有する懸濁液を透明導電性層上に塗布し、乾燥等を行った後、空気中または不活性ガス中で焼成して、透明導電性層上に金属酸化物半導体層が形成される。透明導電性層上に懸濁液を塗布、乾燥して得られる金属酸化物半導体層は金属酸化物微粒子の集合体からなるもので、その微粒子の粒子径は使用した金属酸化物微粒子の一次粒子径に対応するものである。透明導電性層上に形成された金属酸化物半導体層は、透明導電性層との結合力や、微粒子相互の結合力が弱く、機械的強度の弱いものであることから、この金属酸化物微粒子集合体膜を焼成処理して機械的強度を高め、基板に強く固着した焼成物膜とすることが好ましい。   The suspension containing the metal oxide core fine particles obtained as described above is applied onto the transparent conductive layer, dried, etc., and then baked in air or in an inert gas to be transparent. A metal oxide semiconductor layer is formed over the conductive layer. The metal oxide semiconductor layer obtained by applying and drying the suspension on the transparent conductive layer is composed of an aggregate of metal oxide fine particles, and the particle size of the fine particles is the primary particles of the metal oxide fine particles used. It corresponds to the diameter. Since the metal oxide semiconductor layer formed on the transparent conductive layer has a low bonding strength with the transparent conductive layer and a bonding strength between the fine particles and a low mechanical strength, the metal oxide fine particles Preferably, the aggregate film is fired to increase mechanical strength and to be a fired product film that is strongly fixed to the substrate.

本発明においては、この金属酸化物半導体層はどのような構造を有していてもよいが、多孔質構造膜(空隙を有する、ポーラスな層ともいう)であることが好ましい。ここで、金属酸化物半導体層の空隙率は0.1〜20体積%であることが好ましく、5〜20体積%であることが更に好ましい。なお、金属酸化物半導体層の空隙率は、誘電体の厚み方向に貫通性のある空隙率を意味し、水銀ポロシメーター(島津ポアライザー9220型)等の市販の装置を用いて測定することができる。金属酸化物半導体層の厚さは、少なくとも10nm以上であることが好ましく、100〜10000nmであることが更に好ましい。   In the present invention, the metal oxide semiconductor layer may have any structure, but is preferably a porous structure film (also referred to as a porous layer having voids). Here, the porosity of the metal oxide semiconductor layer is preferably 0.1 to 20% by volume, and more preferably 5 to 20% by volume. Note that the porosity of the metal oxide semiconductor layer means a porosity that is penetrating in the thickness direction of the dielectric, and can be measured using a commercially available apparatus such as a mercury porosimeter (Shimadzu porer 9220 type). The thickness of the metal oxide semiconductor layer is preferably at least 10 nm or more, and more preferably 100 to 10,000 nm.

焼成処理時、金属酸化物半導体層の実表面積を適切に調整し、上記の空隙率を有する金属酸化物半導体層を得る観点から、焼成温度は1000℃より低いことが好ましく、200〜800℃の範囲であることが更に好ましい。   From the viewpoint of appropriately adjusting the actual surface area of the metal oxide semiconductor layer during the firing treatment and obtaining the metal oxide semiconductor layer having the above-described porosity, the firing temperature is preferably lower than 1000 ° C, and 200 to 800 ° C. More preferably, it is in the range.

本発明に係る金属酸化物半導体層では、金属酸化物半導体層を形成した後、電子伝導性を向上させる目的で、必要に応じて金属酸化物半導体膜上に金属酸化物による表面処理を施してもよい。この表面処理の組成は、特に金属酸化物微粒子間の電子伝導性の観点から、金属酸化物半導体層を形成する金属酸化物と同種の組成を使用することが好ましい。   In the metal oxide semiconductor layer according to the present invention, after the metal oxide semiconductor layer is formed, the metal oxide semiconductor film is subjected to a surface treatment with a metal oxide as necessary for the purpose of improving electronic conductivity. Also good. The surface treatment composition is preferably the same type of composition as that of the metal oxide forming the metal oxide semiconductor layer, particularly from the viewpoint of electron conductivity between the metal oxide fine particles.

この表面処理を施す方法としては、透明導電性層上に金属酸化物半導体膜を形成した後、表面処理となる金属酸化物の前駆体を該半導体膜に塗布すること、もしくは該半導体膜を前駆体溶液に浸漬し、更に必要に応じて焼成処理を施すことにより、金属酸化物からなる表面処理を行うことができる。   As a method for performing this surface treatment, after forming a metal oxide semiconductor film on the transparent conductive layer, a metal oxide precursor to be surface treated is applied to the semiconductor film, or the semiconductor film is used as a precursor. A surface treatment made of a metal oxide can be performed by immersing in a body solution and further performing a firing treatment as necessary.

具体的には、酸化チタンの前駆体である四塩化チタン水溶液またはチタンアルコキシドを用いた電気化学的処理や、チタン酸アルカリ金属やチタン酸アルカリ土類金属の前駆体を用いることによって表面処理を行うことができる。この際の焼成温度や焼成時間は特に制限はなく、任意に制御することができるが、200℃以下であることが好ましい。   Specifically, the surface treatment is performed by using an electrochemical treatment using a titanium tetrachloride aqueous solution or titanium alkoxide which is a precursor of titanium oxide, or using a precursor of an alkali metal titanate or an alkaline earth titanate metal. be able to. The firing temperature and firing time at this time are not particularly limited and can be arbitrarily controlled, but are preferably 200 ° C. or lower.

〈色素〉
本発明に用いられる色素について説明する。
<Dye>
The dye used in the present invention will be described.

本発明において、前述した金属酸化物半導体層の表面に吸着させる色素としては、種々の可視光領域または赤外光領域に吸収を有し、金属酸化物半導体の伝導帯より高い最低空準位を有する色素が好ましく、公知の様々な色素を使用することができる。   In the present invention, the dye adsorbed on the surface of the metal oxide semiconductor layer described above has absorption in various visible light regions or infrared light regions, and has a lowest vacancy level higher than the conduction band of the metal oxide semiconductor. The pigment | dye which has is preferable and well-known various pigment | dyes can be used.

例えば、アゾ系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、シアニジン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポルフィリン系色素、ペリレン系色素、インジゴ系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、ローダミン系色素、ローダニン系色素等が挙げられる。   For example, azo dyes, quinone dyes, quinone imine dyes, quinacridone dyes, squarylium dyes, cyanine dyes, cyanidin dyes, merocyanine dyes, triphenylmethane dyes, xanthene dyes, porphyrin dyes, perylene dyes Examples thereof include dyes, indigo dyes, phthalocyanine dyes, naphthalocyanine dyes, rhodamine dyes, rhodanine dyes, and the like.

なお、金属錯体色素も好ましく使用され、その場合においては、Cu、Ni、Fe、Co、V、Sn、Si、Ti、Ge、Cr、Zn、Ru、Mg、Al、Pb、Mn、In、Mo、Y、Zr、Nb、Sb、La、W、Pt、Ta、Ir、Pd、Os、Ga、Tb、Eu、Rb、Bi、Se、As、Sc、Ag、Cd、Hf、Re、Au、Ac、Tc、Te、Rh等の種々の金属を用いることができる。   Metal complex dyes are also preferably used. In this case, Cu, Ni, Fe, Co, V, Sn, Si, Ti, Ge, Cr, Zn, Ru, Mg, Al, Pb, Mn, In, Mo Y, Zr, Nb, Sb, La, W, Pt, Ta, Ir, Pd, Os, Ga, Tb, Eu, Rb, Bi, Se, As, Sc, Ag, Cd, Hf, Re, Au, Ac Various metals such as Tc, Te, and Rh can be used.

上記の中で、シアニン色素、メロシアニン色素、スクワリリウム色素等のポリメチン色素は好ましい態様の1つであり、具体的には特開平11−35836号公報、特開平11−67285号公報、特開平11−86916号公報、特開平11−97725号公報、特開平11−158395号公報、特開平11−163378号公報、特開平11−214730号公報、特開平11−214731号公報、特開平11−238905号公報、特開2004−207224号公報、特開2004−319202号公報、欧州特許第892,411号明細書及び同911,841号明細書等の各明細書に記載の色素を挙げることができる。   Among the above, polymethine dyes such as cyanine dyes, merocyanine dyes, and squarylium dyes are one of preferred embodiments. Specifically, JP-A-11-35836, JP-A-11-67285, JP-A-11- No. 86916, JP-A-11-97725, JP-A-11-158395, JP-A-11-163378, JP-A-11-214730, JP-A-11-214731, JP-A-11-238905 Examples thereof include dyes described in each specification such as JP-A No. 2004-207224, JP-A No. 2004-319202, European Patent Nos. 892,411 and 911,841.

更に金属錯体色素も好ましい態様の1つであり、金属フタロシアニン色素、金属ポルフィリン色素またはルテニウム錯体色素が好ましく、特に好ましいのはルテニウム錯体色素である。   Furthermore, a metal complex dye is also one preferred embodiment, and a metal phthalocyanine dye, a metal porphyrin dye, or a ruthenium complex dye is preferable, and a ruthenium complex dye is particularly preferable.

ルテニウム錯体色素としては、例えば、米国特許第4,927,721号明細書、同4,684,537号明細書、同5,084,365号明細書、同5,350,644号明細書、同5,463,057号明細書、同5,525,440号明細書、特開平7−249790号公報、特表平10−504512号公報、国際公開第98/50393号パンフレット、特開2000−26487号公報、特開2001−223037号公報、特開2001−226607号公報、特許第3430254号公報等に記載の錯体色素を挙げることができる。   Examples of ruthenium complex dyes include U.S. Pat. Nos. 4,927,721, 4,684,537, 5,084,365, 5,350,644, 5,463,057, 5,525,440, JP-A-7-249790, JP-T-10-504512, WO98 / 50393, JP2000- Examples include complex dyes described in Japanese Patent No. 26487, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-223037, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-226607, Japanese Patent No. 3430254, and the like.

本発明では、金属酸化物の表面に吸着する色素として、ローダニン系色素を使用することが特に好ましい。ローダニン系色素であればどのような構造であっても好ましく用いることが可能であるが、中でも、下記一般式(1)で表される化合物または下記一般式(2)で表される化合物の少なくとも1種を用いることが特に好ましい。   In the present invention, it is particularly preferable to use a rhodanine dye as the dye adsorbed on the surface of the metal oxide. Any structure can be preferably used as long as it is a rhodanine-based dye. Among these, at least a compound represented by the following general formula (1) or a compound represented by the following general formula (2) is preferred. It is particularly preferable to use one type.

式中、R11は置換基を表し、nは0〜4の整数を表す。X11〜X14は各々酸素原子、硫黄原子またはセレン原子を表し、R12、R13は各々水素原子または置換基を表す。R14はカルボキシ基またはホスホノ基を表し、L11は2価の連結基を表す。R15はアルキル基を表す。In the formula, R 11 represents a substituent, and n represents an integer of 0 to 4. X 11 to X 14 each represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, and R 12 and R 13 each represent a hydrogen atom or a substituent. R 14 represents a carboxy group or a phosphono group, and L 11 represents a divalent linking group. R 15 represents an alkyl group.

式中、R21は置換基を表し、nは0〜4の整数を表す。X21〜X26は各々酸素原子、硫黄原子またはセレン原子を表し、R22、R23は各々水素原子または置換基を表す。R24、R26は各々水素原子、カルボキシ基またはホスホノ基を表し、R24、R26の少なくとも1つはカルボキシ基またはホスホノ基を表す。L21、L22は各々独立に2価の連結基を表す。R25はアルキル基を表す。In the formula, R 21 represents a substituent, and n represents an integer of 0 to 4. X 21 to X 26 each represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, and R 22 and R 23 each represents a hydrogen atom or a substituent. R 24 and R 26 each represent a hydrogen atom, a carboxy group or a phosphono group, and at least one of R 24 and R 26 represents a carboxy group or a phosphono group. L 21 and L 22 each independently represent a divalent linking group. R 25 represents an alkyl group.

また、一般式(1)で表される化合物(色素)、一般式(2)で表される化合物(色素)には、該一般式で表される化合物そのものの他に、該化合物から誘導されるイオン及び塩が含まれる。例えば、分子構造中にスルホン酸基(スルホ基)を有している場合には、該化合物の他にスルホン酸基が解離して生じる陰イオン、及び該陰イオンと対陽イオンとで形成される塩が含まれる。   Further, the compound represented by the general formula (1) (dye) and the compound represented by the general formula (2) (dye) are derived from the compound in addition to the compound represented by the general formula. Ions and salts. For example, when the molecular structure has a sulfonic acid group (sulfo group), it is formed by an anion generated by dissociation of the sulfonic acid group in addition to the compound, and the anion and a counter cation. Salt.

このような塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等の金属イオンと形成した塩であってもよいし、ピリジン、ピペリジン、トリエチルアミン、アニリン、ジアザビシクロウンデセン等のような有機塩基と形成した塩でもよい。   Such a salt may be a salt formed with a metal ion such as sodium salt, potassium salt, magnesium salt, calcium salt, or the like, such as pyridine, piperidine, triethylamine, aniline, diazabicycloundecene, etc. It may be a salt formed with an organic base.

分子内に塩基性基を有する化合物の場合も、同様に該化合物がプロトン化されて生成する陽イオン、及び塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩、メチルスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩等の、酸と形成した塩である場合も含まれる。   Similarly, in the case of a compound having a basic group in the molecule, the cation produced by protonation of the compound, and the hydrochloride, sulfate, acetate, methylsulfonate, p-toluenesulfonate, etc. Also included are salts formed with acids.

以下に、本発明に好ましく用いられる一般式(1)または一般式(2)で表される化合物の具体例を示す。   Below, the specific example of a compound represented by General formula (1) or General formula (2) preferably used for this invention is shown.

一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物は、例えば、エフ・エム・ハーマ著「シアニン・ダイズ・アンド・リレーテッド・コンパウンズ」(1964,インター・サイエンス・パブリッシャーズ発刊)、米国特許第2,454,629号明細書、同2,493,748号明細書、特開平6−301136号公報、特開2003−203684号公報等に記載された従来公知の方法を参照して合成できる。   The compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2) are, for example, “Cyanine Soybean and Related Compounds” (1964, Inter Science Published by Publishers), U.S. Pat. Nos. 2,454,629, 2,493,748, JP-A-6-301136, JP-A-2003-203684, etc. It can be synthesized with reference to the method.

これらの化合物(色素)は吸光係数が大きく、且つ繰り返しの酸化還元反応に対して安定であることが好ましい。   These compounds (pigments) preferably have a large extinction coefficient and are stable against repeated redox reactions.

また、上記化合物(色素)は金属酸化物半導体上に化学的に吸着することが好ましく、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、アミド基、アミノ基、カルボニル基、ホスフィン基等の官能基を有することが好ましい。   The compound (dye) is preferably chemically adsorbed on the metal oxide semiconductor, and has a functional group such as a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, an amide group, an amino group, a carbonyl group, or a phosphine group. It is preferable to have.

また、光電変換の波長域をできるだけ広くし、且つ変換効率を上げるため、2種類以上の色素を併用または混合することもできる。この場合、目的とする光源の波長域と強度分布に合わせるように、併用または混合する色素とその割合を選ぶことができる。   In addition, two or more kinds of dyes can be used in combination or mixed in order to widen the wavelength range of photoelectric conversion as much as possible and increase the conversion efficiency. In this case, the dye to be used or mixed and the ratio thereof can be selected so as to match the wavelength range and intensity distribution of the target light source.

〈電荷移動層〉
電荷移動層は、色素の酸化体に電子を補充する機能を有する電荷輸送材料を含有する層である。本発明で用いることのできる代表的な電荷輸送材料の例としては、酸化還元対イオンが溶解した溶剤や酸化還元対イオンを含有する常温溶融塩等の電解液、酸化還元対イオンの溶液をポリマーマトリクスや低分子ゲル化剤等に含浸したゲル状の擬固体化電解質、更には高分子固体電解質等が挙げられる。また、イオンが関わる電荷輸送材料の他に、固体中のキャリア移動が電気伝導に関わる材料として、電子輸送材料や正孔(ホール)輸送材料を挙げることもでき、これらは併用することも可能である。
<Charge transfer layer>
The charge transfer layer is a layer containing a charge transport material having a function of replenishing electrons to the oxidant of the dye. Examples of typical charge transport materials that can be used in the present invention include a solvent in which a redox counter ion is dissolved, an electrolytic solution such as a room temperature molten salt containing the redox counter ion, and a solution of the redox counter ion as a polymer. Examples thereof include a gel-like quasi-solidified electrolyte impregnated with a matrix, a low-molecular gelling agent, and the like, and a polymer solid electrolyte. In addition to charge transport materials involving ions, electron transport materials and hole transport materials can also be used as materials in which carrier transport in solids is involved in electrical conduction, and these can be used in combination. is there.

電荷移動層に電解液を使用する場合、含有する酸化還元対イオンとしては、一般に公知の太陽電池等において使用することができるものであれば特に限定されない。   When using an electrolytic solution for the charge transfer layer, the redox counter ion to be contained is not particularly limited as long as it can be used in a generally known solar cell or the like.

具体的には、I-/I3-系、Br2-/Br3-系等の酸化還元対イオンを含有させたもの、フェロシアン酸塩/フェリシアン酸塩やフェロセン/フェリシニウムイオン、コバルト錯体等の金属錯体等の金属酸化還元系、アルキルチオール−アルキルジスルフィド、ビオロゲン色素、ハイドロキノン/キノン等の有機酸化還元系、ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオール/アルキルジスルフィド等の硫黄化合物等を挙げることができる。Specifically, those containing a redox counter ion such as I / I 3− and Br 2− / Br 3 − , ferrocyanate / ferricyanate, ferrocene / ferricinium ion, cobalt Metal redox systems such as metal complexes such as complexes, organic redox systems such as alkylthiol-alkyldisulfides, viologen dyes, hydroquinone / quinone, and sulfur compounds such as sodium polysulfide and alkylthiol / alkyldisulfides. .

ヨウ素系として更に具体的には、ヨウ素とLiI、NaI、KI、CsI、CaI2等の金属ヨウ化物との組み合わせ、テトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイド等の4級アンモニウム化合物や4級イミダゾリウム化合物のヨウ素塩等との組み合わせ等が挙げられる。臭素系として更に具体的には、臭素とLiBr、NaBr、KBr、CsBr、CaBr2等の金属臭化物との組み合わせ、テトラアルキルアンモニウムブロマイド、ピリジニウムブロマイド等4級アンモニウム化合物の臭素塩等との組み合わせ等が挙げられる。More specifically as iodine, iodine and LiI, NaI, KI, CsI, a combination of a metal iodide such as CaI 2, tetraalkylammonium iodide, pyridinium iodide, quaternary ammonium compounds such as imidazolium iodide And combinations with iodine salts of quaternary imidazolium compounds. More specifically, bromine-based combinations include bromine and metal bromides such as LiBr, NaBr, KBr, CsBr, and CaBr 2 , and combinations of tetraalkylammonium bromide, pyridinium bromide, and the like with quaternary ammonium compounds such as bromine salts. Can be mentioned.

溶剤としては電気化学的に不活性で、粘度が低くイオン易動度を向上したり、もしくは誘電率が高く有効キャリア濃度を向上したりして、優れたイオン伝導性を発現できる化合物であることが望ましい。   As a solvent, it is an electrochemically inert compound that has low viscosity and improved ion mobility, or has a high dielectric constant and improved effective carrier concentration, and can exhibit excellent ionic conductivity. Is desirable.

具体的にはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、3−メチル−2−オキサゾリジノン等の複素環化合物、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル等の鎖状エーテル類、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテル等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類、アセトニトリル、グルタロジニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、メトキシアセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物、更にテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等非プロトン極性物質等を用いることができる。   Specifically, carbonate compounds such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, ether compounds such as dioxane, diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl Ethers, chain ethers such as polyethylene glycol dialkyl ether, polypropylene glycol dialkyl ether, alcohols such as methanol, ethanol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl ether, polypropylene glycol monoalkyl ether, Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene Polyhydric alcohols such as glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, nitrile compounds such as acetonitrile, glutaronitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, methoxyacetonitrile, benzonitrile, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, An aprotic polar substance such as sulfolane can be used.

好ましい電解質濃度は0.1〜15Mであり、更に好ましくは0.2〜10Mである。また、ヨウ素系を使用する場合の好ましいヨウ素の添加濃度は0.01〜0.5Mである。   A preferable electrolyte concentration is 0.1 to 15M, and more preferably 0.2 to 10M. Moreover, the preferable addition density | concentration of an iodine when using an iodine type is 0.01-0.5M.

溶融塩電解質は光電変換効率と耐久性の両立という観点から好ましい。溶融塩電解質としては、例えば、国際公開第95/18456号パンフレット、特開平8−259543号公報、特開2001−357896号公報、電気化学,第65巻,11号,923頁(1997年)等に記載されているピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩を含む電解質を挙げることができる。これらの溶融塩電解質は常温で溶融状態であるものが好ましく、溶媒を用いない方が好ましい。   The molten salt electrolyte is preferable from the viewpoint of achieving both photoelectric conversion efficiency and durability. Examples of the molten salt electrolyte include WO95 / 18456 pamphlet, JP-A-8-259543, JP-A-2001-357896, Electrochemistry, Vol.65, No.11, p.923 (1997) and the like. And electrolytes containing known iodine salts such as pyridinium salts, imidazolium salts, and triazolium salts described in (1). These molten salt electrolytes are preferably in a molten state at room temperature, and it is preferable not to use a solvent.

オリゴマ−及びポリマー等のマトリクスに電解質あるいは電解質溶液を含有させたものや、ポリマー添加、低分子ゲル化剤やオイルゲル化剤添加、多官能モノマー類を含む重合、ポリマーの架橋反応等の手法によりゲル化(擬固体化)させて使用することもできる。   Gels obtained by adding an electrolyte or electrolyte solution to an oligomer or polymer matrix, adding polymers, adding low-molecular gelling agents or oil gelling agents, polymerization containing polyfunctional monomers, polymer cross-linking reactions, etc. (Pseudo-solidification) can also be used.

ポリマー添加によりゲル化させる場合は、特にポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンを好ましく使用することができる。オイルゲル化剤添加によりゲル化させる場合は、好ましい化合物は分子構造中にアミド構造を有する化合物である。また、ポリマーの架橋反応により電解質をゲル化させる場合、架橋可能な反応性基を含有するポリマー及び架橋剤を併用することが望ましい。この場合、好ましい架橋可能な反応性基は、含窒素複素環(例えば、ピリジン環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、トリアゾール環、モルホリン環、ピペリジン環、ピペラジン環等)であり、好ましい架橋剤は、窒素原子に対して求電子反応可能な2官能以上の試薬(例えば、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アラルキル、スルホン酸エステル、酸無水物、酸クロライド、イソシアネート等)である。電解質の濃度は通常0.01〜99質量%で、好ましくは0.1〜90質量%程度である。   In the case of gelation by adding a polymer, polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride can be preferably used. In the case of gelation by adding an oil gelling agent, a preferred compound is a compound having an amide structure in the molecular structure. When the electrolyte is gelled by a polymer crosslinking reaction, it is desirable to use a polymer containing a crosslinkable reactive group and a crosslinking agent in combination. In this case, preferred crosslinkable reactive groups are nitrogen-containing heterocycles (for example, pyridine ring, imidazole ring, thiazole ring, oxazole ring, triazole ring, morpholine ring, piperidine ring, piperazine ring, etc.), and preferred crosslinking agents Is a bifunctional or more functional reagent (for example, alkyl halide, halogenated aralkyl, sulfonate, acid anhydride, acid chloride, isocyanate, etc.) capable of electrophilic reaction with a nitrogen atom. The concentration of the electrolyte is usually 0.01 to 99% by mass, preferably about 0.1 to 90% by mass.

また、ゲル状電解質としては、電解質と金属酸化物粒子及び/または導電性粒子とを含む電解質組成物を用いることもできる。金属酸化物粒子としては、TiO2、SnO2、WO3、ZnO、ITO、BaTiO3、Nb25、In23、ZrO2、Ta25、La23、SrTiO3、Y23、Ho23、Bi23、CeO2、Al23からなる群から選択される1種または2種以上の混合物が挙げられる。これらは不純物がドープされたものや複合酸化物等であってもよい。導電性粒子としては、カーボンを主体とする物質からなるものが挙げられる。Further, as the gel electrolyte, an electrolyte composition containing an electrolyte and metal oxide particles and / or conductive particles can also be used. As the metal oxide particles, TiO 2 , SnO 2 , WO 3 , ZnO, ITO, BaTiO 3 , Nb 2 O 5 , In 2 O 3 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , La 2 O 3 , SrTiO 3 , Y Examples thereof include one or a mixture of two or more selected from the group consisting of 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Bi 2 O 3 , CeO 2 , and Al 2 O 3 . These may be doped with impurities or complex oxides. Examples of the conductive particles include those made of a substance mainly composed of carbon.

次に、高分子電解質としては、酸化還元種を溶解あるいは酸化還元種を構成する少なくとも1つの物質と結合することができる固体状の物質であり、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンサクシネート、ポリ−β−プロピオラクトン、ポリエチレンイミン、ポリアルキレンスルフィド等の高分子化合物またはそれらの架橋体、ポリホスファゼン、ポリシロキサン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアルキレンオキサイド等の高分子官能基に、ポリエーテルセグメントまたはオリゴアルキレンオキサイド構造を側鎖として付加したものまたはそれらの共重合体等が挙げられ、その中でも特にオリゴアルキレンオキサイド構造を側鎖として有するものや、ポリエーテルセグメントを側鎖として有するものが好ましい。   Next, the polymer electrolyte is a solid substance capable of dissolving the redox species or binding with at least one substance constituting the redox species, for example, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethylene succinate, A polymer compound such as poly-β-propiolactone, polyethyleneimine, polyalkylene sulfide, or a cross-linked product thereof, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyalkylene oxide, Examples include those obtained by adding an ether segment or an oligoalkylene oxide structure as a side chain, or a copolymer thereof. Among them, those having an oligoalkylene oxide structure as a side chain or having a polyether segment as a side chain are included. It is preferred.

前記の固体中に酸化還元種を含有させるには、例えば、高分子化合物となるモノマーと酸化還元種との共存下で重合する方法、高分子化合物等の固体を必要に応じて溶媒に溶解し、次いで、前記の酸化還元種を加える方法等を用いることができる。酸化還元種の含有量は必要とするイオン伝導性能に応じて、適宜選定することができる。   In order to contain the redox species in the solid, for example, a method of polymerizing in the coexistence of a monomer that becomes a polymer compound and a redox species, a solid such as a polymer compound is dissolved in a solvent as necessary. Then, the above-mentioned method of adding the redox species can be used. The content of the redox species can be appropriately selected according to the required ion conduction performance.

本発明では、溶融塩等のイオン伝導性電解質の代わりに、有機または無機あるいはこの両者を組み合わせた固体の正孔輸送材料を使用することができる。有機正孔輸送材料としては、芳香族アミン類やトリフェニレン誘導体類、更にポリアセチレン及びその誘導体、ポリ(p−フェニレン)及びその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリトルイジン及びその誘導体等の導電性高分子を好ましく用いることができる。   In the present invention, instead of an ion conductive electrolyte such as a molten salt, a solid hole transport material that is organic or inorganic or a combination of both can be used. Organic hole transport materials include aromatic amines and triphenylene derivatives, polyacetylene and its derivatives, poly (p-phenylene) and its derivatives, poly (p-phenylene vinylene) and its derivatives, polythienylene vinylene and its Conductive polymers such as derivatives, polythiophene and derivatives thereof, polyaniline and derivatives thereof, polytoluidine and derivatives thereof can be preferably used.

正孔(ホール)輸送材料には、ドーパントレベルをコントロールするためにトリス(4−ブロモフェニル)アミニウムヘキサクロロアンチモネートのようなカチオンラジカルを含有する化合物を添加したり、酸化物半導体表面のポテンシャル制御(空間電荷層の補償)を行うために、Li[(CF3SO22N]のような塩を添加しても構わない。無機正孔輸送材料としては、p型無機化合物半導体を用いることができる。In order to control the dopant level, the hole transport material may be added with a compound containing a cation radical such as tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate, or the potential of the oxide semiconductor surface may be controlled. In order to perform (space charge layer compensation), a salt such as Li [(CF 3 SO 2 ) 2 N] may be added. A p-type inorganic compound semiconductor can be used as the inorganic hole transport material.

この目的のp型無機化合物半導体は、バンドギャップが2eV以上であることが好ましく、更に2.5eV以上であることが好ましい。また、p型無機化合物半導体のイオン化ポテンシャルは色素の正孔を還元できる条件から、色素吸着電極のイオン化ポテンシャルより小さいことが必要である。使用する色素によってp型無機化合物半導体のイオン化ポテンシャルの好ましい範囲は異なってくるが、一般に4.5〜5.5eVであることが好ましく、更に4.7〜5.3eVであることが好ましい。   The p-type inorganic compound semiconductor for this purpose preferably has a band gap of 2 eV or more, and more preferably 2.5 eV or more. Also, the ionization potential of the p-type inorganic compound semiconductor needs to be smaller than the ionization potential of the dye-adsorbing electrode from the condition that the holes of the dye can be reduced. Although the preferable range of the ionization potential of the p-type inorganic compound semiconductor varies depending on the dye used, it is generally preferably 4.5 to 5.5 eV, and more preferably 4.7 to 5.3 eV.

好ましいp型無機化合物半導体は一価の銅を含む化合物半導体であり、CuI及びCuSCNが好ましく、CuIが最も好ましい。p型無機化合物半導体を含有する電荷移動層の好ましいホール移動度は10-4〜1042/V・secであり、更に好ましくは10-3〜103cm2/V・secである。また、電荷移動層の好ましい導電率は10-8〜102S/cmであり、更に好ましくは10-6〜10S/cmである。A preferred p-type inorganic compound semiconductor is a compound semiconductor containing monovalent copper, preferably CuI and CuSCN, and most preferably CuI. The preferred hole mobility of the charge transfer layer containing the p-type inorganic compound semiconductor is 10 −4 to 10 4 m 2 / V · sec, more preferably 10 −3 to 10 3 cm 2 / V · sec. The preferred conductivity of the charge transfer layer is 10 −8 to 10 2 S / cm, more preferably 10 −6 to 10 S / cm.

本発明において、電荷移動層を半導体電極と対向電極との間に形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、半導体電極と対向電極とを対向配置してから両電極間に前述した電解液や各種電解質を充填して電荷移動層とする方法、半導体電極または対向電極の上に電解質や各種電解質を滴下あるいは塗布等することにより電荷移動層を形成した後、電荷移動層の上に他方の電極を重ね合わせる方法等を用いることができる。   In the present invention, the method for forming the charge transfer layer between the semiconductor electrode and the counter electrode is not particularly limited. For example, after the semiconductor electrode and the counter electrode are arranged to face each other, between the both electrodes The charge transfer layer is formed by filling the electrolyte solution or various electrolytes described above to form a charge transfer layer, or by dropping or coating the electrolyte or various electrolytes on the semiconductor electrode or the counter electrode. A method of overlaying the other electrode on the top can be used.

また、半導体電極と対向電極との間から電解質が漏れ出さないようにするため、必要に応じて半導体電極と対向電極との隙間にフィルムや樹脂を用いて封止したり、半導体電極と電荷移動層と対向電極を適当なケースに収納したりすることも好ましい。   Also, in order to prevent electrolyte from leaking between the semiconductor electrode and the counter electrode, the gap between the semiconductor electrode and the counter electrode is sealed with a film or resin as necessary, or the semiconductor electrode and the charge transfer It is also preferable to store the layer and the counter electrode in a suitable case.

前者の形成方法の場合、電荷移動層の充填方法として、浸漬等による毛管現象を利用する常圧プロセス、または常圧より低い圧力にして間隙の気相を液相に置換する真空プロセスを利用できる。   In the case of the former forming method, as a method for filling the charge transfer layer, a normal pressure process using capillary action by dipping or the like, or a vacuum process in which the gas phase in the gap is replaced with a liquid phase at a pressure lower than normal pressure can be used. .

後者の形成方法の場合、塗布方法としてはマイクログラビアコーティング、ディップコーティング、スクリーンコーティング、スピンコーティング等を用いることができる。湿式の電荷移動層においては未乾燥のまま対極を付与し、エッジ部の液漏洩防止措置を施すことになる。またゲル電解質の場合には湿式で塗布して重合等の方法により固体化する方法があり、その場合には乾燥、固定化した後に対極を付与することもできる。   In the latter forming method, microgravure coating, dip coating, screen coating, spin coating or the like can be used as a coating method. In the wet charge transfer layer, the counter electrode is provided in an undried state and measures for preventing liquid leakage at the edge portion are taken. In the case of a gel electrolyte, there is a method in which it is applied in a wet manner and solidified by a method such as polymerization. In this case, the counter electrode can be applied after drying and fixing.

固体電解質や固体の正孔(ホール)輸送材料の場合には、真空蒸着法やCVD法等のドライ成膜処理で電荷移動層を形成し、その後対向電極を付与することもできる。具体的には、真空蒸着法、キャスト法、塗布法、スピンコート法、浸漬法、電解重合法、光電解重合法等の手法により電極内部に導入することができ、必要に応じて基材を任意の温度に加熱して溶媒を蒸発させる等により形成する。   In the case of a solid electrolyte or a solid hole transport material, a charge transfer layer can be formed by a dry film forming process such as a vacuum deposition method or a CVD method, and then a counter electrode can be provided. Specifically, it can be introduced into the electrode by techniques such as vacuum deposition, casting, coating, spin coating, dipping, electropolymerization, and photoelectropolymerization. It is formed by evaporating the solvent by heating to an arbitrary temperature.

電荷移動層の厚さは10μm以下、より好ましくは5μm以下、更に1μm以下であることが好ましい。また、電荷移動層の導電率は1×10-10S/cm以上であることが好ましく、1×10-5S/cm以上であることが更に好ましい。The thickness of the charge transfer layer is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and further preferably 1 μm or less. The conductivity of the charge transfer layer is preferably 1 × 10 −10 S / cm or more, and more preferably 1 × 10 −5 S / cm or more.

〈対向電極〉
本発明で使用できる対向電極は、前述した透明導電性層と同様にそれ自体が導電性を有する基材の単層構造、またはその表面に導電性層を有する基材を利用することができる。後者の場合、導電性層に用いる導電性材料、基材、更にその製造方法としては、前述した透明導電性層の場合と同様で、公知の種々の材料及び方法を適用することができる。
<Counter electrode>
The counter electrode that can be used in the present invention can utilize a single-layer structure of a base material having conductivity as in the transparent conductive layer described above, or a base material having a conductive layer on the surface thereof. In the latter case, the conductive material and substrate used for the conductive layer, and the production method thereof are the same as those of the transparent conductive layer described above, and various known materials and methods can be applied.

その中でも、I3-イオン等の酸化や他のレドックスイオンの還元反応を十分な速さで行わせる触媒能を持ったものを使用することが好ましく、具体的には白金電極、導電性材料表面に白金メッキや白金蒸着を施したもの、ロジウム金属、ルテニウム金属、酸化ルテニウム、カーボン等が挙げられる。また、前述と同様にコスト面や可撓性を考慮すると、プラスチックシートを基材として使用し、導電性材料としてポリマー系材料を塗布して使用することも好ましい態様の1つである。Among them, it is preferable to use a catalyst having a catalytic ability that allows oxidation of I 3- ions and other redox ions to be carried out at a sufficiently high rate. Specifically, a platinum electrode, a surface of a conductive material. Examples thereof include platinum plating or platinum deposition, rhodium metal, ruthenium metal, ruthenium oxide, carbon and the like. In view of cost and flexibility as described above, it is also one of preferred embodiments that a plastic sheet is used as a base material and a polymer material is applied as a conductive material.

導電性層の厚さは特に制限されないが、3nm〜10μmが好ましい。導電性層が金属である場合は、その厚さは好ましくは5μm以下であり、更に好ましくは10nm〜3μmの範囲である。対向電極の表面抵抗は低い程よく、具体的には表面抵抗の範囲としては50Ω/□以下であることが好ましく、20Ω/□以下であることがより好ましく、10Ω/□以下であることが更に好ましい。   The thickness of the conductive layer is not particularly limited, but is preferably 3 nm to 10 μm. When the conductive layer is a metal, the thickness is preferably 5 μm or less, and more preferably in the range of 10 nm to 3 μm. The surface resistance of the counter electrode is preferably as low as possible. Specifically, the range of the surface resistance is preferably 50Ω / □ or less, more preferably 20Ω / □ or less, still more preferably 10Ω / □ or less. .

前述した透明導電性層と対向電極のいずれか一方または両方から光を受光してよいので、透明導電性層と対向電極の少なくとも一方が実質的に透明であればよい。発電効率の向上の観点からは、透明導電性層を透明にして、光を透明導電性層側から入射させるのが好ましい。この場合対向電極は光を反射する性質を有するのが好ましい。このような対向電極としては、金属また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、あるいは金属薄膜を使用できる。   Since light may be received from one or both of the transparent conductive layer and the counter electrode described above, it is sufficient that at least one of the transparent conductive layer and the counter electrode is substantially transparent. From the viewpoint of improving the power generation efficiency, it is preferable to make the transparent conductive layer transparent so that light is incident from the transparent conductive layer side. In this case, the counter electrode preferably has a property of reflecting light. As such a counter electrode, glass or plastic deposited with a metal or a conductive oxide, or a metal thin film can be used.

対向電極は、前述した電荷移動層上に直接導電性材料を塗布、メッキまたは蒸着(PVD、CVD)するか、基材の導電性層側または透明導電性層単層を貼り付ければよい。また、透明導電性層の場合と同様に、特に対向電極が透明の場合には、金属配線層を併用することも好ましい態様の1つである。   The counter electrode may be formed by directly applying, plating, or vapor-depositing (PVD, CVD) a conductive material on the above-described charge transfer layer, or attaching the conductive layer side of the substrate or a single transparent conductive layer. In addition, as in the case of the transparent conductive layer, it is also a preferable aspect to use a metal wiring layer in combination, particularly when the counter electrode is transparent.

対極としては導電性を持っており、レドックス電解質の還元反応を触媒的に作用するものが好ましい。例えば、ガラス、もしくは高分子フィルムに白金、カーボン、ロジウム、ルテニウム等を蒸着したり、導電性微粒子を塗り付けたものが用いうる。   The counter electrode is preferably conductive and has a catalytic action on the reduction reaction of the redox electrolyte. For example, glass or a polymer film obtained by evaporating platinum, carbon, rhodium, ruthenium, or the like or applying conductive fine particles can be used.

以下、実施例を挙げて本発明を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, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these.

実施例1
《透明導電性層塗布液の作製》
〈塗布液TC−01の作製〉
高純度単層カーボンナノチューブ(カーボン・ナノテクノロジーズ・インコーポレーテッド製;以下「SWNT」)20質量部を、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの20%水溶液80質量部に100rpmの条件で撹拌しながら添加した。引き続き、超音波処理を1時間施し、20質量%のカーボンナノチューブ分散液を作製し、透明導電性層塗布液TC−01とした。
Example 1
<< Preparation of transparent conductive layer coating liquid >>
<Preparation of coating solution TC-01>
20 parts by mass of high-purity single-walled carbon nanotubes (manufactured by Carbon Nanotechnology Inc .; hereinafter referred to as “SWNT”) was added to 80 parts by mass of a 20% aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate with stirring at 100 rpm. Subsequently, ultrasonic treatment was performed for 1 hour to prepare a 20% by mass carbon nanotube dispersion liquid, which was designated as transparent conductive layer coating liquid TC-01.

〈塗布液TC−02の作製〉
3,4−エチレンジオキシチオフェンをポリスチレンスルホン酸(PSS)存在下で公知の方法により水系媒体中で酸化重合し、更に限外濾過処理を行い、導電性ポリマーとしてPEDOT:PSSの20%水系分散体を得た。この段階でこの水系分散体には、30%のPSS及び20%のエチレングリコールを含有している。次に、透明導電性層塗布液TC−01にPEDOT:PSSの20%水系分散体を100rpmの条件で撹拌しながら同量添加した。限外濾過処理で濃縮を行い、引き続き、超音波処理を1時間施し、20質量%のカーボンナノチューブ分散液を作製し、透明導電性層塗布液TC−02とした。
<Preparation of coating solution TC-02>
Oxidative polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene in an aqueous medium in the presence of polystyrene sulfonic acid (PSS) in an aqueous medium, followed by ultrafiltration treatment, 20% aqueous dispersion of PEDOT: PSS as a conductive polymer Got the body. At this stage, the aqueous dispersion contains 30% PSS and 20% ethylene glycol. Next, the same amount of a 20% aqueous dispersion of PEDOT: PSS was added to the transparent conductive layer coating solution TC-01 while stirring at 100 rpm. Concentration was performed by ultrafiltration treatment, followed by ultrasonic treatment for 1 hour to prepare a 20% by mass carbon nanotube dispersion, which was designated as transparent conductive layer coating solution TC-02.

〈塗布液TC−03の作製〉
Adv.Mater.2002,14,833〜837に記載の方法を参考に、還元剤としてエチレングリコール(EG)を、保護コロイド剤兼形態制御剤としてポリビニルピロリドン(PVP)を使用し、以下のような方法で銀ナノワイヤを作製した。
<Preparation of coating solution TC-03>
Adv. Mater. Reference is made to the method described in 2002, 14, 833 to 837, ethylene glycol (EG) is used as a reducing agent, polyvinylpyrrolidone (PVP) is used as a protective colloid agent and form control agent, and silver nanowires are produced by the following method. Was made.

(核形成工程)
反応容器内で170℃に保持したEG液100mlを攪拌しながら、硝酸銀のEG溶液(硝酸銀濃度:1.5×10-4モル/L)10mlを一定の流量で10秒間で添加した。その後、170℃で10分間熟成を施し、銀の核粒子を形成した。熟成終了後の反応液は、銀ナノ粒子の表面プラズモン吸収に由来した黄色を呈しており、銀イオンが還元されて、銀ナノ粒子が形成されたことが確認された。
(Nucleation process)
While stirring 100 ml of the EG solution maintained at 170 ° C. in the reaction vessel, 10 ml of an EG solution of silver nitrate (silver nitrate concentration: 1.5 × 10 −4 mol / L) was added at a constant flow rate for 10 seconds. Thereafter, aging was carried out at 170 ° C. for 10 minutes to form silver core particles. The reaction solution after completion of ripening exhibited a yellow color derived from surface plasmon absorption of silver nanoparticles, and it was confirmed that silver ions were reduced and silver nanoparticles were formed.

(粒子成長工程)
上記の熟成を終了した核粒子を含む反応液を攪拌しながら170℃に保持し、硝酸銀のEG溶液(硝酸銀濃度:1.0×10-1モル/L)100mlと、PVPのEG溶液(PVP濃度:5.0×10-1モル/L)100mlとを、ダブルジェット法を用いて一定の流量で100分間で添加した。粒子成長工程において、20分毎に反応液を採取して電子顕微鏡で確認したところ、核形成工程で形成された銀ナノ粒子が時間経過に伴って、主にナノワイヤの長軸方向に成長しており、粒子成長工程における新たな核粒子の生成は認められなかった。
(Particle growth process)
The reaction solution containing the core particles after completion of the ripening is kept at 170 ° C. with stirring, and 100 ml of an EG solution of silver nitrate (silver nitrate concentration: 1.0 × 10 −1 mol / L) and an EG solution of PVP (PVP) (Concentration: 5.0 × 10 −1 mol / L) was added at a constant flow rate for 100 minutes using the double jet method. In the particle growth process, the reaction solution was collected every 20 minutes and confirmed with an electron microscope. As a result, the silver nanoparticles formed in the nucleation process grew mainly in the major axis direction of the nanowires over time. Thus, no new core particles were generated in the grain growth process.

(水洗工程)
粒子成長工程終了後、反応液を室温まで冷却した後、フィルターを用いて濾過し、濾別された銀ナノワイヤを水中に再分散した。フィルターによる銀ナノワイヤの濾過と水中への再分散を5回繰り返し、最終的に銀ナノワイヤの20質量%の水分散液を調製して、透明導電性層塗布液TC−03とした。
(Washing process)
After completion of the particle growth step, the reaction solution was cooled to room temperature, filtered using a filter, and the silver nanowires separated by filtration were redispersed in water. Filtration of the silver nanowires with a filter and redispersion in water were repeated 5 times, and finally a 20% by mass aqueous dispersion of the silver nanowires was prepared to obtain a transparent conductive layer coating solution TC-03.

得られた分散液を微量採取し電子顕微鏡で確認したところ、平均短軸径85nm、平均長軸径7.4μmの銀ナノワイヤが形成されたことが確認できた。   When a small amount of the obtained dispersion was collected and confirmed with an electron microscope, it was confirmed that silver nanowires having an average minor axis diameter of 85 nm and an average major axis diameter of 7.4 μm were formed.

〈塗布液TC−04の作製〉
透明導電性層塗布液TC−03に、インジウムドープ酸化錫の20%水系分散体を100rpmの条件で撹拌しながら同量添加した。限外濾過処理で濃縮を行い、引き続き、超音波処理を1時間施し、20質量%の銀ナノワイヤ分散液を作製し、透明導電性層塗布液TC−04とした。
<Preparation of coating solution TC-04>
The same amount of a 20% aqueous dispersion of indium-doped tin oxide was added to the transparent conductive layer coating solution TC-03 while stirring at 100 rpm. Concentration was performed by ultrafiltration treatment, followed by ultrasonic treatment for 1 hour to prepare a 20% by mass silver nanowire dispersion liquid, which was designated as a transparent conductive layer coating liquid TC-04.

〈塗布液TC−05の作製〉
透明導電性層塗布液TC−03に上記のPEDOT:PSSの20%水系分散体を100rpmの条件で撹拌しながら同量添加した。限外濾過処理で濃縮を行い、引き続き、超音波処理を1時間施し、20質量%の銀ナノワイヤ分散液を作製し、透明導電性層塗布液TC−05とした。
<Preparation of coating solution TC-05>
The same amount of the 20% aqueous dispersion of PEDOT: PSS was added to the transparent conductive layer coating solution TC-03 while stirring at 100 rpm. Concentration was performed by ultrafiltration treatment, followed by ultrasonic treatment for 1 hour to prepare a 20% by mass silver nanowire dispersion liquid, which was designated as transparent conductive layer coating liquid TC-05.

〈塗布液TC−06の作製〉
J.Phys.Chem.B205,109,16326〜16331に記載の方法を参考に、PVP保護コロイド存在下で金イオンを還元して調製し、PVP保護金ナノ粒子の分散液を予め準備した。一方、上記透明導電性層塗布液TC−03の銀ナノワイヤの作製と同様にして粒子成長工程までを終了して、銀ナノワイヤを作製した。次いで、反応液を引き続き170℃に保持し攪拌しながら、予め調製しておいたPVP保護金ナノ粒子分散液3×10-4モル相当量を5分間を要して添加し、更に170℃で10分間の熟成を行った。上記透明導電性層塗布液TC−03と同様の水洗工程を経て、最終的に銀/金ナノワイヤの20質量%の水分散液を調製した。得られた分散液を微量採取し電子顕微鏡で確認したところ、平均短軸径98nm、平均長軸径7.5μmの銀/銀ナノワイヤが形成されたことが確認できた。
<Preparation of coating solution TC-06>
J. et al. Phys. Chem. With reference to the method described in B205, 109, 16326-16331, a gold ion was reduced and prepared in the presence of a PVP protective colloid, and a dispersion of PVP protected gold nanoparticles was prepared in advance. On the other hand, similarly to the production of the silver nanowire of the transparent conductive layer coating solution TC-03, the process up to the particle growth step was completed to produce a silver nanowire. Next, while maintaining the reaction liquid at 170 ° C. and stirring, an amount equivalent to 3 × 10 −4 mol of a PVP-protected gold nanoparticle dispersion prepared in advance was added over 5 minutes, and further at 170 ° C. Aging for 10 minutes was performed. Through the same water washing step as the transparent conductive layer coating solution TC-03, a 20% by mass aqueous dispersion of silver / gold nanowires was finally prepared. A trace amount of the obtained dispersion was collected and confirmed with an electron microscope, and it was confirmed that silver / silver nanowires having an average minor axis diameter of 98 nm and an average major axis diameter of 7.5 μm were formed.

次に、この銀/金ナノワイヤの20質量%の水分散液に上記のPEDOT:PSSの20%水系分散体を100rpmの条件で撹拌しながら同量添加した。限外濾過処理で濃縮を行い、引き続き、超音波処理を1時間施し、20質量%の銀/金ナノワイヤ分散液を作製し、透明導電性層塗布液TC−06とした。   Next, the same amount of the 20% aqueous dispersion of PEDOT: PSS was added to the 20% by mass aqueous dispersion of the silver / gold nanowire while stirring at 100 rpm. Concentration was performed by ultrafiltration treatment, followed by ultrasonic treatment for 1 hour to prepare a 20% by mass silver / gold nanowire dispersion liquid, which was designated as a transparent conductive layer coating liquid TC-06.

〔色素増感型太陽電池の作製〕
《色素増感型太陽電池SC−01の作製》
〈下引層の形成〉
200μm厚の二軸延伸PET支持体の片面に12W・min/m2のコロナ放電処理を施し、下引塗布液B−1を乾燥膜厚0.1μmになるように塗布し、その上に12W・min/m2のコロナ放電処理を施し、下引塗布液B−2を乾燥膜厚0.06μmになるように塗布した。その後、120℃で1.5分の熱処理を実施し、下引済みPETフィルム支持体を得た。
(Production of dye-sensitized solar cell)
<< Preparation of dye-sensitized solar cell SC-01 >>
<Formation of undercoat layer>
A 200 μm thick biaxially stretched PET support is subjected to a corona discharge treatment of 12 W · min / m 2 on one side, and the undercoat coating solution B-1 is applied to a dry film thickness of 0.1 μm, and 12 W is applied thereon. · min / m subjecting 2 of the corona discharge treatment was applied so that the lower引塗coating solution B-2 to a dry film thickness of 0.06 .mu.m. Thereafter, heat treatment was performed at 120 ° C. for 1.5 minutes to obtain an underdrawn PET film support.

(下引塗布液B−1)
スチレン20質量部、グリシジルメタクリレート40質量部、ブチルアクリレート40質量部の共重合体ラテックス液(固形分質量30%) 50g
SnO2ゾル(A) 440g
化合物(UL−1) 0.2g
水で仕上げる 1000ml
(下引塗布液B−2)
ゼラチン 10g
化合物(UL−1) 0.2g
化合物(UL−2) 0.2g
シリカ粒子(平均粒径3μm) 0.1g
硬膜剤(UL−3) 1g
水で仕上げる 1000ml
SnO2ゾル(A)の調製
65gのSnCl4・5H2Oを蒸留水2000mlに溶解して均一溶液とし、次いでこれを煮沸し、沈澱物を得た。生成した沈澱物をデカンテーションにより取り出し、蒸留水にて何度も水洗する。沈澱を水洗した蒸留水中に硝酸銀を滴下し、塩素イオンの反応がないことを確認後、洗浄した沈澱物に蒸留水を添加し全量を2000mlとする。これに30%アンモニア水40mlを加え加温することにより、均一なゾルを得た。更にアンモニア水を添加しながら、SnO2の固形分濃度が8.3質量%になるまで加熱濃縮し、SnO2ゾル(A)を得た。
(Undercoating liquid B-1)
Copolymer latex liquid of 20 parts by mass of styrene, 40 parts by mass of glycidyl methacrylate and 40 parts by mass of butyl acrylate (solid content: 30%) 50 g
SnO 2 sol (A) 440g
Compound (UL-1) 0.2g
Finish with water 1000ml
(Undercoating liquid B-2)
10g gelatin
Compound (UL-1) 0.2g
Compound (UL-2) 0.2g
Silica particles (average particle size 3μm) 0.1g
Hardener (UL-3) 1g
Finish with water 1000ml
Preparation of SnO 2 sol (A) 65 g of SnCl 4 .5H 2 O was dissolved in 2000 ml of distilled water to make a homogeneous solution, which was then boiled to obtain a precipitate. The produced precipitate is taken out by decantation and washed with distilled water many times. Silver nitrate is added dropwise to distilled water in which the precipitate has been washed, and after confirming that there is no reaction of chlorine ions, distilled water is added to the washed precipitate to make a total volume of 2000 ml. To this, 40 ml of 30% aqueous ammonia was added and heated to obtain a uniform sol. Further, while adding ammonia water, the solution was concentrated by heating until the solid content concentration of SnO 2 reached 8.3 mass%, to obtain SnO 2 sol (A).

〈透明導電性層の形成〉
上記透明導電性層塗布液TC−01を、乾燥膜厚が100nmとなるように上記下引済みPETフィルム支持体上に塗布し、続いて100℃で20分間の加熱処理を施し、透明導電性層を形成した。
<Formation of transparent conductive layer>
The transparent conductive layer coating solution TC-01 is applied onto the undercoated PET film support so as to have a dry film thickness of 100 nm, followed by heat treatment at 100 ° C. for 20 minutes. A layer was formed.

〈金属酸化物半導体層の形成及びそれ以降の工程〉
TiO2ペースト(Solaronix製Ti−NanoxideT)をドライ膜厚10μmとなるように数回塗布、乾燥し、透明導電性層上に10cm×10cm角の大きさに塗布した後、プレス成型機により130℃、9.8×108Paの条件で1分圧着して、多孔性の金属酸化物半導体層を形成した。
<Metal oxide semiconductor layer formation and subsequent steps>
A TiO 2 paste (Solaronix Ti-Nanoxide T) was applied several times to a dry film thickness of 10 μm, dried, applied to a size of 10 cm × 10 cm square on the transparent conductive layer, and then 130 ° C. by a press molding machine. And 9.8 × 10 8 Pa for 1 minute to form a porous metal oxide semiconductor layer.

次いで、アセトニトリル:t−ブタノール=1:1溶液200質量部中に、色素2−1を0.1質量部溶解した色素溶液を調製し、上記金属酸化物半導体層を基板ごと24時間浸漬した後、アセトニトリル:t−ブタノール=1:1溶液で洗浄、乾燥して、金属酸化物半導体層に色素を吸着させた半導体電極を作製した。   Next, after preparing a dye solution in which 0.1 part by weight of dye 2-1 was dissolved in 200 parts by weight of acetonitrile: t-butanol = 1: 1 solution, the metal oxide semiconductor layer was immersed in the substrate for 24 hours. Then, it was washed with an acetonitrile: t-butanol = 1: 1 solution and dried to prepare a semiconductor electrode in which a dye was adsorbed on the metal oxide semiconductor layer.

対向電極として、ITOを導電膜として担持した厚み400μm、表面抵抗15Ω/□のポリエチレンテレフタレート(PET)のフィルムのITO表面に、厚さ10nmの白金膜をスパッタリング法で被覆したシート抵抗0.8Ω/□の導電性フィルムを用いた。   As a counter electrode, a sheet resistance of 0.8 Ω / sq. Coated with a 10 nm thick platinum film on the ITO surface of a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 400 μm and a surface resistance of 15 Ω / sq. The conductive film of □ was used.

前記半導体電極と前記対向電極とを、6.5mm角の穴を開けた25μm厚のシート状スペーサー兼封止材(SOLARONIX製SX−1170−25)を用いて向き合うように張り合わせ、カソード電極に設けた電解質注入穴から、アセトニトリルを溶媒としてヨウ化リチウム、ヨウ素、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、t−ブチルピリジンとを、それぞれの濃度が0.1モル/L、0.05モル/L、0.6モル/L、0.5モル/Lとなるように溶解したレドックス電解質を入れた電荷移動層を注入し、ホットボンドで穴を塞ぎ、上から前記封止剤を用いて封止した。   The semiconductor electrode and the counter electrode are bonded to each other by using a 25 μm thick sheet-like spacer / sealing material (SX-1170-25 manufactured by SOLARONIX) having a 6.5 mm square hole, and provided on the cathode electrode. From the electrolyte injection hole, lithium iodide, iodine, 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide, and t-butylpyridine were prepared using acetonitrile as a solvent at a concentration of 0.1 mol / L,. A charge transfer layer containing a redox electrolyte dissolved so as to be 05 mol / L, 0.6 mol / L, and 0.5 mol / L is injected, the hole is closed with a hot bond, and the sealing agent is added from above. And sealed.

前記金属酸化物半導体電極を有する基材の受光面側に反射防止フィルム(コニカミノルタオプト製ハードコート/反射防止タイプセルロース系フィルム)を張り合わせ、色素増感型太陽電池SC−01を作製した。   An antireflection film (Konica Minolta Op hard coat / antireflection type cellulose film) was bonded to the light-receiving surface side of the base material having the metal oxide semiconductor electrode to prepare a dye-sensitized solar cell SC-01.

《色素増感型太陽電池SC−02の作製》
色素増感型太陽電池SC−01の作製において、透明導電性層塗布液をTC−01からTC−02に変更する以外は色素増感型太陽電池SC−01と同様に行い、色素増感型太陽電池SC−02を作製した。
<< Preparation of dye-sensitized solar cell SC-02 >>
The production of the dye-sensitized solar cell SC-01 was performed in the same manner as the dye-sensitized solar cell SC-01 except that the transparent conductive layer coating solution was changed from TC-01 to TC-02. Solar cell SC-02 was produced.

《色素増感型太陽電池SC−03の作製》
色素増感型太陽電池SC−02の作製において、透明導電性層と金属酸化物半導体層の間に、下記の形成方法によって金属酸化物中間層を形成した以外は、色素増感型太陽電池SC−02と同様に行い、色素増感型太陽電池SC−03を作製した。
<< Preparation of dye-sensitized solar cell SC-03 >>
In the production of the dye-sensitized solar cell SC-02, the dye-sensitized solar cell SC was formed except that a metal oxide intermediate layer was formed between the transparent conductive layer and the metal oxide semiconductor layer by the following formation method. Dye-sensitized solar cell SC-03 was produced in the same manner as in Example 02.

〈金属酸化物中間層の形成〉
特開2004−256920号公報に記載の装置を使用して、エアロゾルデポジション法によって、透明導電性層上に10cm×10cm角の大きさの酸化チタンからなる金属酸化物中間層を形成した。膜厚は172μm、空隙率は16%であった。
<Formation of metal oxide intermediate layer>
Using the apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-256920, a metal oxide intermediate layer made of titanium oxide having a size of 10 cm × 10 cm square was formed on the transparent conductive layer by an aerosol deposition method. The film thickness was 172 μm and the porosity was 16%.

《色素増感型太陽電池SC−04〜12の作製》
透明導電性層塗布液、更に金属酸化物中間層を形成する場合はその組成、空隙率を表1に記載の通りに変更する以外は、色素増感型太陽電池SC−01〜03と同様に作製し、色素増感型太陽電池SC−04〜12を作製した。
<< Preparation of dye-sensitized solar cell SC-04-12 >>
When forming the transparent conductive layer coating solution and further the metal oxide intermediate layer, the composition and the porosity are changed as shown in Table 1, as in the dye-sensitized solar cells SC-01 to 03. It produced and dye-sensitized solar cell SC-04-12 was produced.

なお、金属酸化物中間層の空隙率については、ガスボンベのガス圧と排気ポンプの排気量を調整することによって制御した。   The porosity of the metal oxide intermediate layer was controlled by adjusting the gas pressure of the gas cylinder and the exhaust amount of the exhaust pump.

〔評価〕
《太陽電池の光電変換特性評価》
上記で得られた太陽電池SC−01〜SC−12の各々に、ソーラーシミュレーター(JASCO(日本分光)製、低エネルギー分光感度測定装置CEP−25)により100mW/m2の強度の光を照射した時の短絡電流密度Jsc(mA/cm2)、開放電圧値Voc(V)、形状因子(フィルファクターff)、変換効率η(%)を求めて表1に示した。示した値は、同じ構成及び作製方法の太陽電池3つずつ作製して評価した測定結果の平均値とした。
[Evaluation]
<< Evaluation of photoelectric conversion characteristics of solar cells >>
Each of the solar cells SC-01 to SC-12 obtained above was irradiated with light having an intensity of 100 mW / m 2 by a solar simulator (manufactured by JASCO (JASCO), low energy spectral sensitivity measuring device CEP-25). The short-circuit current density Jsc (mA / cm 2 ), the open-circuit voltage value Voc (V), the shape factor (fill factor ff), and the conversion efficiency η (%) were determined and shown in Table 1. The indicated value was an average value of measurement results obtained by producing and evaluating three solar cells having the same configuration and production method.

《太陽電池の耐久性評価》
上記で得られた太陽電池SC−01〜12の各々に、JIS規格C8938の温湿度サイクル試験A−2に対応する温湿度変化(−40℃〜90℃、相対湿度85%)を5サイクル実施し、その前後で上述の測定方法により光電変換効率η(%)を求めた。温湿度サイクル実施前の光電変換効率に対する温湿度サイクル実施後の光電変換効率をそれぞれの太陽電池について算出し、表1に示した。示した値は、同じ構成及び作製方法の太陽電池3つずつ作製して評価した測定結果の平均値とした。
<< Durability evaluation of solar cells >>
Each of the solar cells SC-01 to SC-12 obtained above was subjected to 5 cycles of temperature / humidity change (-40 ° C to 90 ° C, relative humidity 85%) corresponding to the temperature / humidity cycle test A-2 of JIS standard C8938. And before and after that, photoelectric conversion efficiency (eta) (%) was calculated | required with the above-mentioned measuring method. The photoelectric conversion efficiency after the temperature / humidity cycle execution relative to the photoelectric conversion efficiency before the temperature / humidity cycle execution was calculated for each solar cell and shown in Table 1. The indicated value was an average value of measurement results obtained by producing and evaluating three solar cells having the same configuration and production method.

表1から明らかなように、本発明の色素増感型太陽電池SC−04〜SC−12では、特に短絡電流が高くなることにより光電変換効率が向上しており、大面積の場合(10cm×10cm角)においても顕著な効果を発現している。更に金属ナノワイヤに銀以外の薄層を形成した試料、金属酸化物中間層を設けた試料においては、耐久性も顕著に向上している。特に金属酸化物中間層の空隙率を最適に制御することによって、著しい向上が確認された。   As is clear from Table 1, in the dye-sensitized solar cells SC-04 to SC-12 of the present invention, the photoelectric conversion efficiency is improved particularly by increasing the short-circuit current, and in the case of a large area (10 cm × A remarkable effect is also exhibited at 10 cm square). Furthermore, in the sample in which a thin layer other than silver is formed on the metal nanowire and the sample in which the metal oxide intermediate layer is provided, the durability is remarkably improved. In particular, a significant improvement was confirmed by optimally controlling the porosity of the metal oxide intermediate layer.

これらの結果、本発明の色素増感型太陽電池は、低温で焼成した場合(130℃のプレス成型)においても優れた光電変換効率を有しており、樹脂フィルム基材を使用する場合の適性にも優れ、大面積においても顕著な効果を発現することが明らかである。   As a result, the dye-sensitized solar cell of the present invention has excellent photoelectric conversion efficiency even when fired at a low temperature (press molding at 130 ° C.), and is suitable when a resin film substrate is used. It is clear that a remarkable effect is exhibited even in a large area.

Claims (6)

透明基材上に、透明導電性層と、色素が表面に吸着された金属酸化物半導体層と、電荷移動層と、対向電極とを順次有する色素増感型太陽電池であって、該透明導電性層は導電性材料として金属ナノワイヤを含有することを特徴とする色素増感型太陽電池。 A dye-sensitized solar cell having, on a transparent substrate, a transparent conductive layer, a metal oxide semiconductor layer having a dye adsorbed on its surface, a charge transfer layer, and a counter electrode in order, The dye-sensitized solar cell, wherein the conductive layer contains metal nanowires as a conductive material. 前記金属ナノワイヤが銀ナノワイヤまたは銀を含む金属ナノワイヤであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の色素増感型太陽電池。 The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the metal nanowire is a silver nanowire or a metal nanowire containing silver. 前記金属ナノワイヤは平均短軸径が30nm以上200nm以下、平均長軸径が1μm以上20μm以下であることを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の色素増感型太陽電池。 3. The dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the metal nanowire has an average minor axis diameter of 30 nm to 200 nm and an average major axis diameter of 1 μm to 20 μm. 前記透明導電性層と前記金属酸化物半導体層の間に金属酸化物から構成される金属酸化物中間層を有することを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池。 The metal oxide intermediate layer composed of a metal oxide is provided between the transparent conductive layer and the metal oxide semiconductor layer, according to any one of claims 1 to 3. The dye-sensitized solar cell described. 前記金属酸化物中間層の空隙率が10%以下であることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の色素増感型太陽電池。 The dye-sensitized solar cell according to claim 4, wherein the metal oxide intermediate layer has a porosity of 10% or less. 前記透明導電性層に更に導電性ポリマーを含有することを特徴とする請求の範囲第1項乃至第5項のいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池。 The dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the transparent conductive layer further contains a conductive polymer.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5377120B2 (en) * 2009-07-02 2013-12-25 三菱レイヨン株式会社 Photoelectric conversion element and manufacturing method thereof
JP5489191B1 (en) * 2012-10-23 2014-05-14 学校法人東京理科大学 Photoelectrode for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell
KR20180008454A (en) * 2015-05-14 2018-01-24 가부시키가이샤 쇼와 A dye-sensitized solar cell having a collector electrode on a counter electrode
JP6058190B1 (en) * 2016-05-12 2017-01-11 株式会社昭和 Dye-sensitized solar cell with high conversion efficiency
EP3419069A1 (en) * 2017-06-19 2018-12-26 CAM Holding Corporation Organic solar module and/or fabrication method
WO2021106660A1 (en) * 2019-11-28 2021-06-03 日本ゼオン株式会社 Carbon nanotube aqueous dispersion, conductive film, electrode, and solar cell

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003068674A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Japan Science And Technology Agency Noble-metal nanowire structure and process for producing the same
JP2004196923A (en) * 2002-12-17 2004-07-15 Mitsubishi Materials Corp Metal nanowire-containing composition and electromagnetic wave-shielding filter
JP2004235240A (en) * 2003-01-28 2004-08-19 Seiko Epson Corp Method of manufacturing photoelectric conversion element
JP2005317395A (en) * 2004-04-28 2005-11-10 Mitsubishi Materials Corp Conductive material containing metal nanowires and its intended use
JP2006171336A (en) * 2004-12-15 2006-06-29 Takiron Co Ltd Transparent electrode member for image display, and the image display device
JP2006278298A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Dainippon Printing Co Ltd Manufacturing method of substrate for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell substrate
JP2009505358A (en) * 2005-08-12 2009-02-05 カンブリオス テクノロジーズ コーポレイション Transparent conductors based on nanowires

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003068674A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Japan Science And Technology Agency Noble-metal nanowire structure and process for producing the same
JP2004196923A (en) * 2002-12-17 2004-07-15 Mitsubishi Materials Corp Metal nanowire-containing composition and electromagnetic wave-shielding filter
JP2004235240A (en) * 2003-01-28 2004-08-19 Seiko Epson Corp Method of manufacturing photoelectric conversion element
JP2005317395A (en) * 2004-04-28 2005-11-10 Mitsubishi Materials Corp Conductive material containing metal nanowires and its intended use
JP2006171336A (en) * 2004-12-15 2006-06-29 Takiron Co Ltd Transparent electrode member for image display, and the image display device
JP2006278298A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Dainippon Printing Co Ltd Manufacturing method of substrate for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell substrate
JP2009505358A (en) * 2005-08-12 2009-02-05 カンブリオス テクノロジーズ コーポレイション Transparent conductors based on nanowires

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