JPWO2015129608A1 - Porous light reflecting insulating layer paste, porous light reflecting insulating layer, and dye-sensitized solar cell - Google Patents

Porous light reflecting insulating layer paste, porous light reflecting insulating layer, and dye-sensitized solar cell Download PDF

Info

Publication number
JPWO2015129608A1
JPWO2015129608A1 JP2016505193A JP2016505193A JPWO2015129608A1 JP WO2015129608 A1 JPWO2015129608 A1 JP WO2015129608A1 JP 2016505193 A JP2016505193 A JP 2016505193A JP 2016505193 A JP2016505193 A JP 2016505193A JP WO2015129608 A1 JPWO2015129608 A1 JP WO2015129608A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating layer
particles
porous light
porous
paste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016505193A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6443439B2 (en
Inventor
鉄平 八久保
鉄平 八久保
高野 真悟
真悟 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Publication of JPWO2015129608A1 publication Critical patent/JPWO2015129608A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6443439B2 publication Critical patent/JP6443439B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/209Light trapping arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/10Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

体積中位径(D50)が100nm以上、1000nm以下であるルチル型酸化チタン粒子の表面を、ケイ素化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、及びカルシウム化合物から選ばれる1種以上の被覆材で被覆した粒子(A)と、体積中位径(D50)が1nm以上、30nm以下である金属酸化物の粒子(B)とを含有し、前記粒子(A)に対する前記粒子(B)の質量比[粒子(B)/粒子(A)]が、5/95〜40/60である多孔質光反射絶縁層用ペースト。The surface of rutile titanium oxide particles having a volume median diameter (D50) of 100 nm or more and 1000 nm or less is coated with one or more coating materials selected from silicon compounds, magnesium compounds, aluminum compounds, zirconium compounds, and calcium compounds. Particles (A) and a metal oxide particle (B) having a volume median diameter (D50) of 1 nm or more and 30 nm or less, and a mass ratio of the particles (B) to the particles (A) [ The paste for porous light-reflective insulating layers whose particle (B) / particle (A)] is 5 / 95-40 / 60.

Description

本発明は、色素増感型太陽電池における多孔質光反射絶縁層の形成に用いる多孔質光反射絶縁層用ペースト、これを用いた多孔質光反射絶縁層及び色素増感型太陽電池に関する。   The present invention relates to a porous light reflective insulating layer paste used for forming a porous light reflective insulating layer in a dye-sensitized solar cell, a porous light reflective insulating layer and a dye-sensitized solar cell using the same.

近年、太陽エネルギー、地熱エネルギー、及び風力エネルギー等の持続可能なエネルギーを利用した発電システムに関する研究が行われており、これらの中でも色素増感型太陽電池は効率的な発電システムとして注目されている。
色素増感型太陽電池のモジュールとしては、例えば、酸化チタンや酸化亜鉛等の半導体微粒子を焼結して得られる多孔質半導体層(発電層)上に、多孔質光反射層、多孔質絶縁層、導電層(対向電極)を順次積層したものが特許文献1に開示されている。
前記多孔質光反射層は、多孔質半導体層を透過した入射光を多孔質半導体層に向けて反射させることにより光を有効に利用するための層であり、例えば特許文献2には、高屈折率材料である酸化チタン粒子を用いたものが開示されている。
前記多孔質絶縁層は多孔質半導体層(発電層)と導電層とを分離するためのスペーサーとして設けられるものであり、特許文献2〜4には、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素等の絶縁性粒子や、ルチル型酸化チタン粒子を用いたものが開示されている。
In recent years, research on power generation systems using sustainable energy such as solar energy, geothermal energy, and wind energy has been conducted, and among these, dye-sensitized solar cells are attracting attention as efficient power generation systems. .
As a module of a dye-sensitized solar cell, for example, a porous light reflecting layer, a porous insulating layer is formed on a porous semiconductor layer (power generation layer) obtained by sintering semiconductor fine particles such as titanium oxide and zinc oxide. Patent Document 1 discloses a structure in which conductive layers (counter electrodes) are sequentially stacked.
The porous light reflecting layer is a layer for effectively using light by reflecting incident light transmitted through the porous semiconductor layer toward the porous semiconductor layer. The thing using the titanium oxide particle which is a rate material is disclosed.
The porous insulating layer is provided as a spacer for separating the porous semiconductor layer (power generation layer) and the conductive layer. Patent Documents 2 to 4 include insulating particles such as zirconium oxide and silicon oxide, And those using rutile titanium oxide particles are disclosed.

特開2003−142171号公報JP 2003-142171 A 特開2008− 16351号公報JP 2008-16351 A 国際公開第2010/044445号International Publication No. 2010/044445 特開2004−127849号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-127849

しかしながら、特許文献3のように多孔質光反射層及び多孔質絶縁層を個別に設けた場合、導電層(対向電極)と多孔質半導体層との層間隔が長くなるため電解質の拡散抵抗が大きくなり、光電変換効率が低下するという問題があった。
一方、前記問題を解消すべく特許文献4のように光反射性と絶縁性とを有するルチル型酸化チタン粒子を用いて、光反射性と絶縁性とを兼ね備える多孔質光反射絶縁層を形成した場合、材料の性質上、高温で焼結を行うことができないため多孔質光反射絶縁層と多孔質半導体層との密着性が低下する。そのため、多孔質光反射絶縁層が多孔質半導体層から剥がれやすくなり、結果として光電変換効率が低下するという問題があった。
However, when the porous light reflecting layer and the porous insulating layer are individually provided as in Patent Document 3, the distance between the conductive layer (counter electrode) and the porous semiconductor layer becomes long, so that the diffusion resistance of the electrolyte is large. Thus, there is a problem that the photoelectric conversion efficiency is lowered.
On the other hand, a porous light-reflective insulating layer having both light reflectivity and insulation was formed using rutile-type titanium oxide particles having light reflectivity and insulation properties as disclosed in Patent Document 4 in order to solve the above problem. In this case, due to the nature of the material, sintering cannot be performed at a high temperature, so that the adhesion between the porous light reflecting insulating layer and the porous semiconductor layer is lowered. Therefore, the porous light reflection insulating layer is easily peeled off from the porous semiconductor layer, resulting in a problem that the photoelectric conversion efficiency is lowered.

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであって、多孔質半導体層との密着性が高く、光電変換効率の向上に寄与する多孔質光反射絶縁層を形成することができる多孔質光反射絶縁層用ペースト、これを用いて形成した多孔質光反射絶縁層、及びこの多孔質光反射絶縁層を備えた色素増感型太陽電池を提供する。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and has high adhesion to a porous semiconductor layer and can form a porous light reflecting insulating layer that contributes to improvement of photoelectric conversion efficiency. A reflective insulating layer paste, a porous light reflecting insulating layer formed using the same, and a dye-sensitized solar cell including the porous light reflecting insulating layer are provided.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定の粒径を有するルチル型酸化チタンに対してケイ素化合物やアルミニウム化合物等で表面処理を行った粒子と、特定の粒径を有する金属酸化物の粒子とを組み合わせて用いると、多孔質半導体層との密着性が高く、光電変換効率の向上に寄与する多孔質光反射絶縁層を形成することができる多孔質光反射絶縁層用ペーストが得られることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a rutile-type titanium oxide having a specific particle size is surface-treated with a silicon compound, an aluminum compound, or the like, When used in combination with metal oxide particles having a particle size, the porous light can form a porous light-reflective insulating layer that has high adhesion to the porous semiconductor layer and contributes to improvement in photoelectric conversion efficiency. The present inventors have found that a paste for a reflective insulating layer can be obtained and completed the present invention.

すなわち、本発明は以下を要旨とするものである。
[1]体積中位径(D50)が100nm以上、1000nm以下であるルチル型酸化チタン粒子の表面を、ケイ素化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、及びカルシウム化合物から選ばれる1種以上の被覆材で被覆した粒子(A)と、体積中位径(D50)が1nm以上、30nm以下である金属酸化物の粒子(B)とを含有し、前記粒子(A)に対する前記粒子(B)の質量比[粒子(B)/粒子(A)]が、5/95〜40/60である多孔質光反射絶縁層用ペースト。
[2]前記粒子(A)における被覆材の被覆量が、1質量%以上、30質量%以下である、[1]に記載の多孔質光反射絶縁層用ペースト。
[3]前記粒子(B)がアナターゼ型酸化チタン粒子である、[1]又は[2]に記載の多孔質光反射絶縁層用ペースト。
[4][1]〜[3]のいずれかに記載の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いて形成した多孔質光反射絶縁層。
[5][4]に記載の多孔質光反射絶縁層を備えた色素増感型太陽電池。
That is, this invention makes the following a summary.
[1] One or more coatings selected from silicon compounds, magnesium compounds, aluminum compounds, zirconium compounds, and calcium compounds on the surface of rutile-type titanium oxide particles having a volume median diameter (D50) of 100 nm or more and 1000 nm or less Particles (A) coated with a material and metal oxide particles (B) having a volume median diameter (D50) of 1 nm or more and 30 nm or less, and the particles (B) with respect to the particles (A) The paste for porous light-reflective insulating layers whose mass ratio [particle (B) / particle (A)] is 5 / 95-40 / 60.
[2] The porous light reflective insulating layer paste according to [1], wherein the coating amount of the coating material in the particles (A) is 1% by mass or more and 30% by mass or less.
[3] The porous light reflective insulating layer paste according to [1] or [2], wherein the particles (B) are anatase-type titanium oxide particles.
[4] A porous light reflective insulating layer formed using the porous light reflective insulating layer paste according to any one of [1] to [3].
[5] A dye-sensitized solar cell provided with the porous light reflecting insulating layer according to [4].

本発明によれば、多孔質半導体層との密着性が高く、光電変換効率の向上に寄与する多孔質光反射絶縁層を形成することができる多孔質光反射絶縁層用ペースト、これを用いて形成した多孔質光反射絶縁層、及びこの多孔質光反射絶縁層を備えた色素増感型太陽電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the paste for porous light reflection insulation layers which can form the porous light reflection insulation layer which has high adhesiveness with a porous semiconductor layer and contributes to the improvement of photoelectric conversion efficiency, and using this The formed porous light reflecting insulating layer and a dye-sensitized solar cell including the porous light reflecting insulating layer can be provided.

本発明の色素増感型太陽電池の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the dye-sensitized solar cell of this invention.

[多孔質光反射絶縁層用ペースト]
本発明の多孔質光反射絶縁層用ペーストは、体積中位径(D50)が100nm以上、1000nm以下であるルチル型酸化チタン粒子の表面を、ケイ素化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、及びカルシウム化合物から選ばれる1種以上の被覆材で被覆した粒子(A)と、体積中位径(D50)が1nm以上、30nm以下である金属酸化物の粒子(B)とを含有し、前記粒子(A)に対する前記粒子(B)の質量比[粒子(B)/粒子(A)]が、5/95〜40/60であるものである。
なお、本明細書において「体積中位径(D50)」とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径をいう。その測定方法は実施例に記載の通りである。
なお、本発明の多孔質光反射絶縁層用ペーストを、例えば、レーザー回折型粒径測定機(株式会社堀場製作所製、型番「LA−750」)で測定すると、体積中位径(D50)が1nm以上、30nm以下をピークとする分布と、体積中位径(D50)が100nm以上、1000nm以下をピークとする分布の、2つの山が観測される。
[Paste for porous light-reflective insulating layer]
The porous light-reflective insulating layer paste of the present invention comprises a silicon compound, a magnesium compound, an aluminum compound, a zirconium compound, and a surface of rutile titanium oxide particles having a volume median diameter (D50) of 100 nm to 1000 nm. Particles (A) coated with one or more coating materials selected from calcium compounds, and metal oxide particles (B) having a volume median diameter (D50) of 1 nm or more and 30 nm or less, the particles The mass ratio [particle (B) / particle (A)] of the particle (B) to (A) is 5/95 to 40/60.
In the present specification, the “volume median diameter (D50)” refers to a particle size at which the cumulative volume frequency calculated by the volume fraction is 50% calculated from the smaller particle size. The measuring method is as described in the examples.
In addition, when the paste for porous light reflection insulation layers of the present invention is measured with, for example, a laser diffraction type particle size measuring device (manufactured by Horiba, Ltd., model number “LA-750”), the volume median diameter (D50) is Two peaks are observed, a distribution having a peak at 1 nm or more and 30 nm or less and a distribution having a volume median diameter (D50) having a peak at 100 nm or more and 1000 nm or less.

<粒子(A)>
粒子(A)は、体積中位径(D50)が100nm以上、1000nm以下であるルチル型酸化チタン粒子の表面を、ケイ素化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、及びカルシウム化合物から選ばれる1種以上の被覆材で被覆したものである。
<Particle (A)>
Particle (A) is a kind selected from silicon compounds, magnesium compounds, aluminum compounds, zirconium compounds, and calcium compounds on the surface of rutile titanium oxide particles having a volume median diameter (D50) of 100 nm or more and 1000 nm or less. It is coated with the above coating material.

〔ルチル型酸化チタン粒子〕
ルチル型酸化チタン粒子の体積中位径(D50)は、100nm以上、1000nm以下である。体積中位径(D50)が100nm以上であると光を十分に反射させることが可能となり、また体積中位径(D50)が1000nm以下であると絶縁性が向上するため、多孔質半導体層から導電層への漏れ電流が抑制される。
ルチル型酸化チタン粒子の体積中位径(D50)は、光反射性及び絶縁性を向上させる観点から、110nm以上、950nm以下が好ましく、150nm以上、920nm以下がより好ましく、150nm以上、900nm以下が更に好ましく、200nm以上、800nm以下がより更に好ましく、250nm以上、700nm以下が特に好ましい。
なお、ルチル型酸化チタン粒子の体積中位径(D50)と、被覆材で被覆された粒子(A)の体積中位径(D50)とは、ほぼ同一とみなすことができる。
[Rutyl-type titanium oxide particles]
The volume median diameter (D50) of the rutile-type titanium oxide particles is 100 nm or more and 1000 nm or less. When the volume median diameter (D50) is 100 nm or more, light can be sufficiently reflected. When the volume median diameter (D50) is 1000 nm or less, the insulating property is improved. Leakage current to the conductive layer is suppressed.
The volume median diameter (D50) of the rutile-type titanium oxide particles is preferably 110 nm or more and 950 nm or less, more preferably 150 nm or more and 920 nm or less, and more preferably 150 nm or more and 900 nm or less from the viewpoint of improving light reflectivity and insulation. More preferably, it is more preferably 200 nm or more and 800 nm or less, and particularly preferably 250 nm or more and 700 nm or less.
The volume median diameter (D50) of the rutile titanium oxide particles and the volume median diameter (D50) of the particles (A) coated with the coating material can be regarded as substantially the same.

ルチル型酸化チタン粒子の平均一次粒子径は、光反射性及び絶縁性を向上させる観点から、100nm以上、1000nm以下が好ましく、110nm以上、950nm以下が好ましく、150nm以上、920nm以下がより好ましく、150nm以上、900nm以下が更に好ましく、200nm以上、800nm以下がより更に好ましく、250nm以上、700nm以下が特に好ましい。
なお、ルチル型酸化チタン粒子の体積中位径(D50)と、ルチル型酸化チタン粒子の平均一次粒子径とは、ほぼ同一とみなすことができる。
本明細書において、ルチル型酸化チタン粒子の平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡で粒子の長径を100個測定して、それを平均した値である。
The average primary particle diameter of the rutile-type titanium oxide particles is preferably 100 nm or more and 1000 nm or less, preferably 110 nm or more and 950 nm or less, more preferably 150 nm or more and 920 nm or less, more preferably 150 nm, from the viewpoint of improving light reflectivity and insulation. As mentioned above, 900 nm or less is still more preferable, 200 nm or more and 800 nm or less are still more preferable, 250 nm or more and 700 nm or less are especially preferable.
The volume median diameter (D50) of the rutile titanium oxide particles and the average primary particle diameter of the rutile titanium oxide particles can be regarded as substantially the same.
In this specification, the average primary particle diameter of rutile-type titanium oxide particles is a value obtained by measuring 100 major axes of particles with a scanning electron microscope and averaging them.

〔被覆材〕
前記ルチル型酸化チタン粒子を被覆するための被覆材としては、ケイ素化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、及びカルシウム化合物から選ばれる1種以上が挙げられる。なお、前記被覆材によりルチル型酸化チタンの表面処理を行うことにより多孔質半導体層(発電層)の光電変換効率が向上する理由は不明であるが、ルチル型酸化チタン粒子と粒子(B)とが直接接触しないことに起因していると推測される。
(Coating material)
Examples of the coating material for coating the rutile-type titanium oxide particles include one or more selected from silicon compounds, magnesium compounds, aluminum compounds, zirconium compounds, and calcium compounds. The reason why the photoelectric conversion efficiency of the porous semiconductor layer (power generation layer) is improved by surface treatment of rutile titanium oxide with the coating material is not clear, but rutile titanium oxide particles and particles (B) It is presumed that this is due to the fact that they are not in direct contact.

前記被覆材の具体例としては、シリカ、マグネシア、アルミナ、ジルコニア、及びカルシアから選ばれる1種以上が挙げられる。
前記被覆材の中でも、ケイ素化合物、アルミニウム化合物が好ましく、ケイ素化合物及びアルミニウム化合物の併用がより好ましい。より具体的には、シリカ、アルミナが好ましく、シリカ及びアルミナの併用がより好ましい。
Specific examples of the coating material include one or more selected from silica, magnesia, alumina, zirconia, and calcia.
Among the coating materials, a silicon compound and an aluminum compound are preferable, and a combination of a silicon compound and an aluminum compound is more preferable. More specifically, silica and alumina are preferable, and the combined use of silica and alumina is more preferable.

ルチル型酸化チタン粒子の表面を被覆材で被覆する方法としては、例えばルチル型酸化チタン粒子、ケイ酸ナトリウム溶液、アルミン酸ナトリウム溶液及び水を含む分散液を撹拌し、この分散液を硫酸で中和した後、50℃以上、70℃以下で1時間以上、5時間以下加熱することにより被覆する方法が挙げられる。
本発明において、ルチル型酸化チタン粒子の表面に形成される被覆材の厚さとしては、ルチル型酸化チタン粒子と粒子(B)との接触を妨げる観点から、3nm以上、25nm以下が好ましく、5nm以上、20nm以下がより好ましく、8nm以上、15nm以下が更に好ましい。
なお、前記被覆材はルチル型酸化チタン粒子の表面全体に被覆されていることが好ましいが、部分的に被覆されていてもよい。
As a method for coating the surface of rutile-type titanium oxide particles with a coating material, for example, a dispersion containing rutile-type titanium oxide particles, a sodium silicate solution, a sodium aluminate solution and water is stirred, and this dispersion is neutralized with sulfuric acid. A method of coating by heating at 50 ° C. or more and 70 ° C. or less for 1 hour or more and 5 hours or less after summing is mentioned.
In the present invention, the thickness of the coating material formed on the surface of the rutile type titanium oxide particles is preferably 3 nm or more and 25 nm or less from the viewpoint of preventing the contact between the rutile type titanium oxide particles and the particles (B). As mentioned above, 20 nm or less is more preferable, and 8 nm or more and 15 nm or less are still more preferable.
The covering material is preferably coated on the entire surface of the rutile titanium oxide particles, but may be partially coated.

〔被覆量〕
前記粒子(A)における被覆材の被覆量は、1質量%以上、30質量%以下が好ましく、1.5質量%以上、20質量%以下がより好ましく、5質量%以上、15質量%以下が更に好ましい。被覆材の被覆量が前記範囲内であると、光反射性と絶縁性とが高い水準で両立できるため多孔質半導体層(発電層)の光電変換効率が向上する。なお、被覆量は、粒子(A)の全量中に含まれる被覆材の割合を示す。被覆量は、粒子(A)の全量中に含まれる被覆材の質量を、粒子(A)の全質量で除することにより求めることができる。
なお、粒子と被覆材の質量は、ICP発光分析により測定された値を換算して求めることができる。
[Coating amount]
The coating amount of the coating material in the particles (A) is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less. Further preferred. When the coating amount of the coating material is within the above range, light reflectivity and insulating properties can be compatible at a high level, so that the photoelectric conversion efficiency of the porous semiconductor layer (power generation layer) is improved. In addition, a coating amount shows the ratio of the coating | covering material contained in the whole quantity of particle | grains (A). The coating amount can be determined by dividing the mass of the coating material contained in the total amount of the particles (A) by the total mass of the particles (A).
In addition, the mass of particle | grains and a coating | covering material can be calculated | required by converting the value measured by ICP emission analysis.

〔粒子(A)の含有量〕
多孔質光反射絶縁層用ペースト中における前記粒子(A)の含有量は、光電変換効率を向上させる観点から、10質量%以上、40質量%以下が好ましく、15質量%以上、35質量%以下がより好ましく、20質量%以上、30質量%以下が更に好ましく、23質量%以上、30質量%以下がより更に好ましい。
[Content of Particle (A)]
The content of the particles (A) in the porous light-reflective insulating layer paste is preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, and preferably 15% by mass or more and 35% by mass or less from the viewpoint of improving the photoelectric conversion efficiency. Is more preferable, 20 mass% or more and 30 mass% or less is still more preferable, and 23 mass% or more and 30 mass% or less is still more preferable.

<粒子(B)>
粒子(B)は、体積中位径(D50)が1nm以上、30nm以下である金属酸化物の粒子である。
粒子(B)の体積中位径(D50)が、1nm以上であると粒子同士が凝集しにくくなるため取り扱い性が向上する。また、体積中位径(D50)が30nm以下であると粒子同士の間隔が狭くなるため、十分な絶縁性を確保することができる。
粒子(B)の体積中位径(D50)は、取り扱い性及び密着性の観点から、5nm以上、28nm以下が好ましく、10nm以上、26nm以下がより好ましく、12nm以上、24nm以下が更に好ましく、15nm以上、22nm以下がより更に好ましい。
なお、粒子(B)の平均一次粒子径は、1nm以上、30nm以下が好ましく、5nm以上、28nm以下がより好ましく、10nm以上、26nm以下が更に好ましく、12nm以上、24nm以下がより更に好ましく、15nm以上、22nm以下が特に好ましい。
なお、粒子(B)の体積中位径(D50)と、粒子(B)の平均一次粒子径とは、ほぼ同一とみなすことができる。
<Particle (B)>
The particles (B) are metal oxide particles having a volume median diameter (D50) of 1 nm or more and 30 nm or less.
When the volume median diameter (D50) of the particles (B) is 1 nm or more, the particles are less likely to aggregate with each other, so that the handleability is improved. Further, when the volume median diameter (D50) is 30 nm or less, the interval between the particles is narrowed, so that sufficient insulation can be ensured.
The volume median diameter (D50) of the particles (B) is preferably 5 nm or more and 28 nm or less, more preferably 10 nm or more and 26 nm or less, further preferably 12 nm or more and 24 nm or less, and 15 nm, from the viewpoints of handleability and adhesion. As mentioned above, 22 nm or less is still more preferable.
The average primary particle size of the particles (B) is preferably 1 nm or more and 30 nm or less, more preferably 5 nm or more and 28 nm or less, further preferably 10 nm or more and 26 nm or less, more preferably 12 nm or more and 24 nm or less, and even more preferably 15 nm. As mentioned above, 22 nm or less is especially preferable.
The volume median diameter (D50) of the particles (B) and the average primary particle diameter of the particles (B) can be regarded as substantially the same.

粒子(B)としては、電子伝導性が低い金属酸化物粒子であれば特に制限はなく、例えばチタン、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、カルシウム、及びマグネシウムから選ばれる1種以上の酸化物、又はこれらの複合酸化物が挙げられる。これらの中でも、酸化チタン、及びシリカから選ばれる1種以上がより好ましく、アナターゼ型の酸化チタンが更に好ましい。
なお、粒子(B)の表面を粒子(A)のように被覆材で被覆したものを用いると多孔質半導体層との密着性が低下するため好ましくない。
The particle (B) is not particularly limited as long as it is a metal oxide particle having low electron conductivity. For example, one or more oxides selected from titanium, silicon, aluminum, zirconium, calcium, and magnesium, or these A composite oxide is mentioned. Among these, at least one selected from titanium oxide and silica is more preferable, and anatase-type titanium oxide is more preferable.
In addition, it is not preferable to use a particle (B) whose surface is covered with a coating material such as the particle (A) because the adhesion to the porous semiconductor layer is lowered.

<粒子(A)に対する粒子(B)の質量比>
多孔質光反射絶縁層用ペースト中の粒子(A)に対する粒子(B)の質量比[粒子(B)/粒子(A)]は、5/95〜40/60である。質量比が前記範囲内であると、光反射性及び絶縁性が向上すると共に、多孔質半導体層との密着性が向上するため多孔質半導体層(発電層)の光電変換効率が向上する。
前記質量比[粒子(B)/粒子(A)]は、光反射性、絶縁性及び多孔質半導体層の光電変換効率を向上させる観点から、7/93〜38/62が好ましく、9/91〜32/68がより好ましく、9/91〜29/71が更に好ましく、9/91〜25/75がより更に好ましい。
<Mass ratio of particles (B) to particles (A)>
The mass ratio [particle (B) / particle (A)] of the particle (B) to the particle (A) in the porous light-reflective insulating layer paste is 5/95 to 40/60. When the mass ratio is within the above range, light reflectivity and insulation are improved, and adhesiveness with the porous semiconductor layer is improved, so that the photoelectric conversion efficiency of the porous semiconductor layer (power generation layer) is improved.
The mass ratio [particle (B) / particle (A)] is preferably 7/93 to 38/62, from the viewpoint of improving light reflectivity, insulation, and photoelectric conversion efficiency of the porous semiconductor layer, and 9/91. ~ 32/68 is more preferable, 9/91 to 29/71 is still more preferable, and 9/91 to 25/75 is still more preferable.

<任意成分>
本発明の多孔質光反射絶縁層用ペーストは、粘度調整等の観点から、分散媒を用いることが好ましい。
分散媒に特に制限はないが、ヘキシレングリコール、プロピレングリコール等のジオール類、及びターピネオール等の高沸点有機分散媒を用いることが好ましい。
粒子(A)及び粒子(B)の合計100質量部に対する分散媒の量は、多孔質光反射絶縁層用ペーストの粘度の低下、及び印刷性の性能の低下を防ぐ観点から、1質量部以上、500質量部以下が好ましく、50質量部以上、250質量部以下がより好ましく、150質量部以上、220質量部以下が更に好ましい。
<Optional component>
The porous light reflective insulating layer paste of the present invention preferably uses a dispersion medium from the viewpoint of viscosity adjustment and the like.
Although there is no restriction | limiting in particular in a dispersion medium, It is preferable to use diols, such as hexylene glycol and propylene glycol, and high boiling point organic dispersion media, such as a terpineol.
The amount of the dispersion medium with respect to 100 parts by mass in total of the particles (A) and the particles (B) is 1 part by mass or more from the viewpoint of preventing a decrease in the viscosity of the paste for porous light-reflective insulating layer and a decrease in printability 500 parts by mass or less, preferably 50 parts by mass or more and 250 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or more and 220 parts by mass or less.

本発明の多孔質光反射絶縁層用ペーストは、粘度や膜厚を調整する観点から、エチルセルロース等のセルロース系樹脂、アクリル系樹脂等を含有していてもよい。
更に、レベリング剤、キレート化剤、界面活性剤、チタンカップリング剤、及び増粘剤等の一般的に用いられる添加剤を適宜添加してもよい。
レベリング剤としては、水、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、及びグリセリン等が挙げられる。
キレート化剤としては、アセチルアセトン、ベンジルアセトン、及び酢酸等が挙げられる。
界面活性剤としては、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
増粘剤としては、メチルセルロース、エチルセルロース等が挙げられる。
The porous light reflective insulating layer paste of the present invention may contain a cellulose resin such as ethyl cellulose, an acrylic resin, or the like from the viewpoint of adjusting the viscosity and the film thickness.
Furthermore, generally used additives such as a leveling agent, a chelating agent, a surfactant, a titanium coupling agent, and a thickener may be appropriately added.
Examples of the leveling agent include water, ethylene glycol, polyethylene glycol, and glycerin.
Examples of chelating agents include acetylacetone, benzylacetone, and acetic acid.
Examples of the surfactant include polyethylene glycol.
Examples of the thickener include methyl cellulose and ethyl cellulose.

〔多孔質光反射絶縁層用ペーストの粘度〕
動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で測定した多孔質光反射絶縁層用ペーストの粘度は、10Pa・s以上、1000Pa・s以下が好ましく、100Pa・s以上、1000Pa・s以下がより好ましい。
[Viscosity of paste for porous light reflection insulating layer]
The viscosity of the paste for a porous light-reflective insulating layer measured using a dynamic viscoelasticity test apparatus under conditions of a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 is preferably 10 Pa · s or more and 1000 Pa · s or less, and 100 Pa · s. As described above, 1000 Pa · s or less is more preferable.

<多孔質光反射絶縁層用ペーストの製造方法>
多孔質光反射絶縁層用ペーストは、粒子(A)、粒子(B)、及び必要に応じて分散媒等の任意成分を適宜混合することにより製造することができる。
より具体的には、粒子(A)、粒子(B)、へキシレングリコール、ターピネオール等の高沸点有機分散媒、及びエチルセルロース等の増粘剤等を混合することにより得ることができる。
<Method for Producing Porous Light Reflecting Insulating Layer Paste>
The porous light-reflective insulating layer paste can be produced by appropriately mixing the particles (A), the particles (B), and, if necessary, optional components such as a dispersion medium.
More specifically, it can be obtained by mixing particles (A), particles (B), a high-boiling organic dispersion medium such as hexylene glycol and terpineol, and a thickener such as ethyl cellulose.

[多孔質光反射絶縁層]
本発明の多孔質光反射絶縁層は、本発明の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いて形成したものである。
多孔質光反射絶縁層の厚さに特に制限はないが、絶縁効率の観点から、5μm以上、50μm以下が好ましく、5μm以上、40μm以下がより好ましく、5μm以上、30μm以下が更に好ましく、5μm以上、20μm以下がより更に好ましく、5μm以上、10μm以下が特に好ましい。
[Porous light reflective insulating layer]
The porous light reflective insulating layer of the present invention is formed using the porous light reflective insulating layer paste of the present invention.
Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of a porous light reflection insulation layer, From a viewpoint of insulation efficiency, 5 micrometers or more and 50 micrometers or less are preferable, 5 micrometers or more and 40 micrometers or less are more preferable, 5 micrometers or more and 30 micrometers or less are still more preferable, 5 micrometers or more 20 μm or less is still more preferable, and 5 μm or more and 10 μm or less is particularly preferable.

本発明において、多孔質光反射絶縁層の波長550nmの光の反射率は、光を効率的に多孔質半導体層に反射する観点から、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、75%以上が更に好ましい。
多孔質光反射絶縁層の抵抗値は、絶縁層として使用する観点から、1kΩ以上が好ましく、100kΩ以上がより好ましく、10MΩ以上が更に好ましい。
In the present invention, the reflectance of light having a wavelength of 550 nm of the porous light reflecting insulating layer is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and 75% from the viewpoint of efficiently reflecting light to the porous semiconductor layer. The above is more preferable.
From the viewpoint of use as an insulating layer, the resistance value of the porous light reflecting insulating layer is preferably 1 kΩ or more, more preferably 100 kΩ or more, and further preferably 10 MΩ or more.

多孔質光反射絶縁層を走査型電子顕微鏡で観察すると、粒子(A)と粒子(B)とが混在している様子が観察される。すなわち、多孔質光反射絶縁層を観察すると平均一次粒子径が100nm以上、1000nm以下の大きい粒子(A)と、平均一次粒子径が1nm以上、70nm以下の小さい粒子(B)が観察される。なお、粒子(B)は焼成により粒成長して、ペーストで使用した粒子径より大きくなる場合が多い。   When the porous light reflection insulating layer is observed with a scanning electron microscope, it is observed that the particles (A) and the particles (B) are mixed. That is, when the porous light-reflective insulating layer is observed, large particles (A) having an average primary particle diameter of 100 nm to 1000 nm and small particles (B) having an average primary particle diameter of 1 nm to 70 nm are observed. In many cases, the particle (B) grows by firing and becomes larger than the particle size used in the paste.

<多孔質光反射絶縁層の製造方法>
本発明の多孔質光反射絶縁層の製造方法に特に制限はないが、例えば本発明の多孔質光反射絶縁層用ペーストを公知の方法で基板(例えば、多孔質半導体層(発電層)を形成した基板)上に塗布した後、焼成することにより製造することができる。
本発明の多孔質光反射絶縁層用ペーストを基板上に塗布する方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット法等の方法が挙げられる。これらの中でも、厚膜化の容易性や製造コストを抑える観点から、スクリーン印刷法が好ましい。
焼成は、大気下又は不活性ガス雰囲気下、50℃以上、800℃以下、10秒以上、4時間以下で行うことが好ましい。焼成は、一定の温度で1回のみ行ってもよく、温度を変化させて2回以上行ってもよい。なお、多孔質光反射絶縁層用ペーストを塗布した後、乾燥させてから焼成することが好ましい。
<Method for producing porous light-reflective insulating layer>
The method for producing the porous light-reflective insulating layer of the present invention is not particularly limited. For example, the porous light-reflective insulating layer paste of the present invention is formed by a known method to form a substrate (for example, a porous semiconductor layer (power generation layer) It can be manufactured by firing on a substrate).
Examples of the method for applying the paste for the porous light-reflective insulating layer of the present invention on the substrate include screen printing methods and ink jet methods. Among these, the screen printing method is preferable from the viewpoint of facilitating thickening and suppressing the manufacturing cost.
Firing is preferably performed in the air or in an inert gas atmosphere at 50 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, 10 seconds or longer, and 4 hours or shorter. Firing may be performed only once at a constant temperature, or may be performed twice or more at different temperatures. It is preferable that the porous light reflecting insulating layer paste is applied and then dried and fired.

[色素増感型太陽電池]
本発明の色素増感型太陽電池は、本発明の多孔質光反射絶縁層を備えるものであり、多孔質光反射絶縁層は多孔質半導体層と導電層(対向電極)との間に設けられるものである。
本発明の多孔質光反射絶縁層は、多孔質光反射層と多孔質絶縁層との両方の機能を兼ね備えるものであることから、多孔質光反射層と多孔質絶縁層とを個別に設けた場合と比較して多孔質半導体層と導電層(対向電極)との間隔を短くすることができるため、光電変換効率を向上させることができる。
[Dye-sensitized solar cell]
The dye-sensitized solar cell of the present invention includes the porous light-reflective insulating layer of the present invention, and the porous light-reflective insulating layer is provided between the porous semiconductor layer and the conductive layer (counter electrode). Is.
Since the porous light reflecting insulating layer of the present invention has both functions of the porous light reflecting layer and the porous insulating layer, the porous light reflecting layer and the porous insulating layer are separately provided. Since the distance between the porous semiconductor layer and the conductive layer (counter electrode) can be shortened compared to the case, the photoelectric conversion efficiency can be improved.

本発明の色素増感型太陽電池(直列モジュール型)の一例を図1に示す。本実施形態の色素増感型太陽電池10は、透明導電膜2を有する透明基板1と、この透明導電膜2と対向するように設けられた導電層(対向電極)5と、この透明導電膜2と導電層5との間に、透明導電膜2側から順に、多孔質半導体層7と、多孔質光反射絶縁層6とが設けられ、封止材3により電解質4がモジュール内に封止されている。導電層5は、隣接する透明導電膜2へ直接接触されている。なお、多孔質光反射絶縁層6と導電層5との間に、触媒層(図示せず)を設けてもよい。   An example of the dye-sensitized solar cell (series module type) of the present invention is shown in FIG. The dye-sensitized solar cell 10 of this embodiment includes a transparent substrate 1 having a transparent conductive film 2, a conductive layer (counter electrode) 5 provided to face the transparent conductive film 2, and the transparent conductive film. A porous semiconductor layer 7 and a porous light reflecting insulating layer 6 are provided between the conductive layer 5 and the conductive layer 5 in this order from the transparent conductive film 2 side, and the electrolyte 4 is sealed in the module by the sealing material 3. Has been. The conductive layer 5 is in direct contact with the adjacent transparent conductive film 2. A catalyst layer (not shown) may be provided between the porous light reflective insulating layer 6 and the conductive layer 5.

前記色素増感型太陽電池10を構成する多孔質半導体層7及び導電層5に制限はないが、具体的に以下の構成を採用することができる。
<多孔質半導体層>
多孔質半導体層7は半導体で構成され、その形態は粒子状、膜状等の形態を採用することができるが、膜状の形態であることが好ましい。多孔質半導体層7を構成する材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛等の公知の半導体粒子の1種以上を用いることができる。これらの中では、光電変換効率の点から酸化チタンが好ましく、アナターゼ型酸化チタンがより好ましい。
半導体粒子の粒径としては、平均一次粒子径が1nm以上、500nm以下が好ましく1nm以上、30nm以下がより好ましい。
Although there is no restriction | limiting in the porous semiconductor layer 7 and the conductive layer 5 which comprise the said dye-sensitized solar cell 10, Specifically, the following structures are employable.
<Porous semiconductor layer>
The porous semiconductor layer 7 is composed of a semiconductor, and the form thereof may be a particulate form or a film form, but is preferably a film form. As a material constituting the porous semiconductor layer 7, one or more kinds of known semiconductor particles such as titanium oxide and zinc oxide can be used. In these, a titanium oxide is preferable from the point of photoelectric conversion efficiency, and anatase type titanium oxide is more preferable.
As a particle size of the semiconductor particles, the average primary particle size is preferably 1 nm or more and 500 nm or less, more preferably 1 nm or more and 30 nm or less.

多孔質半導体層7を作製する方法に特に制限はないが、多孔質半導体層用のペーストを作製して基板上に塗布し、それを焼成することにより得ることができる。
多孔質半導体層用ペーストを得る方法は、多孔質光反射絶縁層ペーストを得る方法と同様に、半導体粒子と溶媒や増粘剤等とを適宜混合することにより得ることができる。
多孔質半導体層7を基板上に形成する方法としては、多孔質光反射絶縁層の製造方法と同様に、公知の方法を採用することができる。具体的には、スクリーン印刷法、インクジェット法等により基板上に半導体粒子を含有するペーストを塗布し、その後焼成する方法が挙げられる。
Although there is no restriction | limiting in particular in the method of producing the porous semiconductor layer 7, It can obtain by producing the paste for porous semiconductor layers, apply | coating on a board | substrate, and baking it.
The method for obtaining the porous semiconductor layer paste can be obtained by appropriately mixing the semiconductor particles with a solvent, a thickener or the like, similarly to the method for obtaining the porous light reflecting insulating layer paste.
As a method for forming the porous semiconductor layer 7 on the substrate, a known method can be adopted as in the method for producing the porous light reflecting insulating layer. Specifically, a method of applying a paste containing semiconductor particles on a substrate by a screen printing method, an ink jet method, or the like, and then firing the substrate can be used.

多孔質半導体層7に対しては、光電変換効率を向上させるために、後述する色素をより多く吸着させることが必要である。このため、膜状の多孔質半導体層7は比表面積が大きいものが好ましく、例えば10m/g以上、200m/g以下が好ましい。なお、本明細書において示す比表面積はBET吸着法により測定した値である。
多孔質半導体層7の乾燥及び焼成は、使用する基板や含有する半導体粒子の種類により、温度、時間、雰囲気等の条件を適宜調整して行うことができる。具体的な方法としては、大気下又は不活性ガス雰囲気下、50℃以上、800℃以下で10秒以上、4時間以下、焼成する方法が挙げられる。
In order to improve the photoelectric conversion efficiency, it is necessary to adsorb more dye, which will be described later, to the porous semiconductor layer 7. For this reason, the membrane-like porous semiconductor layer 7 preferably has a large specific surface area, and is preferably 10 m 2 / g or more and 200 m 2 / g or less, for example. In addition, the specific surface area shown in this specification is a value measured by the BET adsorption method.
The drying and firing of the porous semiconductor layer 7 can be performed by appropriately adjusting conditions such as temperature, time, atmosphere, and the like depending on the substrate to be used and the type of semiconductor particles to be contained. As a specific method, a method of firing at 50 ° C. or higher and 800 ° C. or lower for 10 seconds or longer and 4 hours or shorter in the air or an inert gas atmosphere can be given.

(色素)
多孔質半導体層7に吸着させる光増感剤としての色素としては、多孔質半導体層7に色素を強固に吸着させる観点から、色素分子中にカルボン酸基、カルボン酸無水基、スルホン酸基等のインターロック基を有する色素が好ましい。なお、インターロック基とは、励起状態の色素と多孔質半導体層の伝導帯との間の電子移動を容易にする電気的結合を提供する基をいう。
これらのインターロック基を含有する色素としては、例えば、ルテニウムビピリジン系色素、アゾ系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、ポリフィリン系色素、フタロシアニン系色素、インジゴ系色素、及びナフタロシアニン系色素から選ばれる1種以上が好ましい。
(Dye)
As a dye as a photosensitizer to be adsorbed on the porous semiconductor layer 7, from the viewpoint of strongly adsorbing the dye on the porous semiconductor layer 7, a carboxylic acid group, a carboxylic acid anhydride group, a sulfonic acid group, etc. in the dye molecule A dye having an interlocking group of The interlock group refers to a group that provides an electrical bond that facilitates electron transfer between the excited dye and the conduction band of the porous semiconductor layer.
Examples of these dyes containing an interlock group include ruthenium bipyridine dyes, azo dyes, quinone dyes, quinone imine dyes, squarylium dyes, cyanine dyes, merocyanine dyes, porphyrin dyes, and phthalocyanine dyes. , One or more selected from indigo dyes and naphthalocyanine dyes are preferred.

色素を多孔質半導体層7に吸着させる方法としては、導電性基板(透明導電膜2)上に多孔質半導体層7等が形成された積層体を、色素を溶解した溶液(色素吸着用溶液)に浸漬する方法が挙げられる。
色素を溶解させる溶媒としては、エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等の窒素化合物類、クロロホルム等のハロゲン化脂肪族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、水等が挙げられる。これらの溶媒は2種類以上を混合して用いることもできる。
溶液中の色素濃度は、使用する色素及び溶媒の種類により適宜調整することができるが、吸着機能を向上させるために高濃度である方が好ましく、例えば、1×10-5mol/L以上が好ましい。
As a method for adsorbing the dye to the porous semiconductor layer 7, a solution in which the porous semiconductor layer 7 or the like is formed on the conductive substrate (transparent conductive film 2) is dissolved in the dye (solution for dye adsorption). The method of immersing in is mentioned.
Solvents for dissolving the dye include alcohols such as ethanol, ketones such as acetone, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, nitrogen compounds such as acetonitrile, halogenated aliphatic hydrocarbons such as chloroform, and fats such as hexane. Aromatic hydrocarbons such as aromatic hydrocarbons, benzene, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, and water. Two or more of these solvents can be used in combination.
The concentration of the dye in the solution can be appropriately adjusted depending on the kind of the dye and the solvent to be used, but a higher concentration is preferable in order to improve the adsorption function, for example, 1 × 10 −5 mol / L or more. preferable.

<導電層>
導電層5は、電解質の酸化体を還元する能力と導電性とを有していれば、特に制限はないが、例えばPt、C、Ni、Cr、ステンレス、フッ素ドープ酸化スズ、及びITOから選ばれる1種以上を含むものであることが好ましい。これらの中でも、導電層5としてPtを用いた場合には、触媒の機能も兼ねた触媒導電層となるためより好ましい。
<Conductive layer>
The conductive layer 5 is not particularly limited as long as it has an ability to reduce the oxide of the electrolyte and conductivity, but is selected from, for example, Pt, C, Ni, Cr, stainless steel, fluorine-doped tin oxide, and ITO. It is preferable that it contains 1 or more types. Among these, the use of Pt as the conductive layer 5 is more preferable because it becomes a catalyst conductive layer that also functions as a catalyst.

<電解質(電解液)>
電解質4としては、例えばヨウ素系電解質、臭素系電解質、セレン系電解質、及び硫黄系電解質から選ばれる1種以上が挙げられる。
前記電解質4と、I2、LiI、ジメチルプロピルイミダゾリウムヨージド等とを、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等の有機溶媒に溶かした電解液を用いることが好ましい。
<Electrolyte (electrolyte)>
Examples of the electrolyte 4 include one or more selected from an iodine-based electrolyte, a bromine-based electrolyte, a selenium-based electrolyte, and a sulfur-based electrolyte.
It is preferable to use an electrolytic solution obtained by dissolving the electrolyte 4 and I 2 , LiI, dimethylpropylimidazolium iodide or the like in an organic solvent such as acetonitrile, methoxyacetonitrile, propylene carbonate, ethylene carbonate, or the like.

<色素増感型太陽電池の製造方法>
本発明の色素増感型太陽電池の製造方法に特に制限はなく、導電性基板、多孔質半導体層、多孔質反射絶縁層、及び導電層(対向電極)等の構成材料を適宜用いて、公知の方法で製造することができる。
なお、本発明の色素増感型太陽電池においては、本発明の多孔質光反射絶縁層を用いること以外は特に制限はなく、一般的な色素増感型太陽電池に使用される構成材料を適宜使用することができる。
<Method for producing dye-sensitized solar cell>
There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell of this invention, It is well-known using suitably constituent materials, such as a conductive substrate, a porous semiconductor layer, a porous reflective insulating layer, and a conductive layer (counter electrode). It can be manufactured by the method.
The dye-sensitized solar cell of the present invention is not particularly limited except that the porous light-reflecting insulating layer of the present invention is used, and constituent materials used for general dye-sensitized solar cells are appropriately selected. Can be used.

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
なお、各粒子の体積中位径(D50)は、測定装置としてレーザー回折型粒径測定機(株式会社堀場製作所製、型番「LA−750」)を使用し、蒸留水中に分散させた各粒子を測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited by these Examples.
The volume median diameter (D50) of each particle was measured by using a laser diffraction particle size measuring machine (manufactured by Horiba, Ltd., model number “LA-750”) as a measuring device, and each particle dispersed in distilled water. Was measured.

[実施例1]
(粒子(A−1)の作製:シリカ及びアルミナによる表面被覆を行った酸化チタン粒子の作製)
体積中位径(D50)が280nm(平均一次粒子径が280nm)であるルチル型酸化チタン粒子(住友大阪セメント株式会社製)、水、ケイ酸ナトリウム溶液、及びアルミン酸ナトリウム溶液を、ルチル型酸化チタン、シリカ、アルミナの質量比(ルチル型酸化チタン/シリカ/アルミナ)が90/2/8になるように混合し、100gの分散液を得た。次いで、この分散液を硫酸で中和して60℃で3時間加熱することにより、ルチル型酸化チタン粒子の表面をシリカ及びアルミナで被覆処理した。加熱後の溶液をろ過することにより粒子(A−1)を得た。
この粒子(A−1)を透過型電子顕微鏡(TEM:株式会社日立製作所製、型番「H−800」)で観察したところ、粒子の表面に厚さが10nmの被覆膜が形成されていた。
[Example 1]
(Preparation of particles (A-1): Preparation of titanium oxide particles coated with silica and alumina)
A rutile type titanium oxide particle (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) having a volume median diameter (D50) of 280 nm (average primary particle size is 280 nm), water, a sodium silicate solution, and a sodium aluminate solution are converted into a rutile type oxidation. Mixing was performed so that the mass ratio of titanium, silica, and alumina (rutile titanium oxide / silica / alumina) was 90/2/8 to obtain 100 g of a dispersion. Next, this dispersion was neutralized with sulfuric acid and heated at 60 ° C. for 3 hours to coat the surface of the rutile-type titanium oxide particles with silica and alumina. Particles (A-1) were obtained by filtering the heated solution.
When this particle (A-1) was observed with a transmission electron microscope (TEM: manufactured by Hitachi, Ltd., model number “H-800”), a coating film having a thickness of 10 nm was formed on the surface of the particle. .

(多孔質光反射絶縁層用ペーストの作製)
前記粒子(A−1)27質量部、体積中位径(D50)が20nm(平均一次粒子径が20nm)のアナターゼ型酸化チタン粒子〔粒子(B−1):住友大阪セメント株式会社製〕3質量部、エチルセルロース10質量部、及びターピネオール60質量部を混合することにより、実施例1の多孔質光反射絶縁層用のペーストを100g作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ300mPa・sであった。
(Preparation of porous light reflecting insulating layer paste)
Anatase-type titanium oxide particles having 27 parts by mass of the particles (A-1) and a volume median diameter (D50) of 20 nm (average primary particle diameter of 20 nm) [particles (B-1): manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.] 3 100 g of the paste for the porous light-reflective insulating layer of Example 1 was prepared by mixing 10 parts by mass of ethyl cellulose, 10 parts by mass of ethyl cellulose, and 60 parts by mass of terpineol. The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was measured at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 using a dynamic viscoelasticity test apparatus, and found to be 300 mPa · s.

<色素増感型太陽電池の作製>
(多孔質半導体層の作製)
平均一次粒子径が20nmのアナターゼ型酸化チタン粒子26質量部、エチルセルロース8質量部、及びターピネオール66質量部を混合し、多孔質半導体層形成用のペーストを100g作製した。
得られた多孔質半導体層形成用のペーストを、横19mm、縦15mmである透明導電膜付き基板であって左端から12.5mmの位置にある導電膜を縦方向に除去してスクライブラインを設けた基板の中心部分を中心として、焼成後に縦5mm、横5mm、膜厚7μmとなるようにスクリーン印刷し、500℃で60分焼成した。
<Preparation of dye-sensitized solar cell>
(Preparation of porous semiconductor layer)
26 parts by mass of anatase-type titanium oxide particles having an average primary particle diameter of 20 nm, 8 parts by mass of ethyl cellulose, and 66 parts by mass of terpineol were mixed to prepare 100 g of a paste for forming a porous semiconductor layer.
The obtained paste for forming a porous semiconductor layer is a substrate with a transparent conductive film having a width of 19 mm and a length of 15 mm, and the conductive film at a position of 12.5 mm from the left end is removed in the vertical direction to provide a scribe line. Centering on the central portion of the substrate, screen printing was performed so as to have a length of 5 mm, a width of 5 mm, and a film thickness of 7 μm after firing, followed by firing at 500 ° C. for 60 minutes.

(多孔質光反射絶縁層の作製)
次いで、前記多孔質半導体層上に実施例1の多孔質光反射絶縁層用ペーストを、基板の中心部分を中心として、焼成後に縦7mm、横7mm、膜厚7μmとなるようにスクリーン印刷し、500℃で60分焼成して、多孔質反射絶縁層を形成した。
(Preparation of porous light-reflective insulating layer)
Next, the porous light-reflective insulating layer paste of Example 1 is screen-printed on the porous semiconductor layer so that the center portion of the substrate is 7 mm in length, 7 mm in width, and 7 μm in thickness after baking. The porous reflective insulating layer was formed by baking at 500 ° C. for 60 minutes.

(触媒導電層の作製)
多孔質反射絶縁層を形成した基板の左端から7mm〜14mm、下端から5mm〜10mmの範囲に、縦5mm、横7mm、厚さ1μmとなるように白金を蒸着して触媒導電層(対向電極)を形成した。
次いで、この基板を0.3mMのRu金属色素(Black Dye色素、ダイソル社製)溶液中に24時間浸漬させることで、多孔質半導体層に色素を吸着させ、電極を得た。
(Catalyst conductive layer production)
The catalyst conductive layer (opposite electrode) is formed by depositing platinum in a range of 7 mm to 14 mm from the left end of the substrate on which the porous reflective insulating layer is formed and 5 mm to 10 mm from the lower end so that the length is 5 mm, the width is 7 mm, and the thickness is 1 μm. Formed.
Next, this substrate was immersed in a 0.3 mM Ru metal dye (Black Dye dye, manufactured by Daisol Co.) solution for 24 hours to adsorb the dye to the porous semiconductor layer to obtain an electrode.

(電解液の作製)
アセトニトリルに対して、支持電解質として1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムのヨウ素塩を0.6M、ヨウ化リチウムを0.1M、ヨウ素を0.05M、t−ブチルピリジンを0.5Mとなるように混合して電解液を作製した。
(Preparation of electrolyte)
With respect to acetonitrile, as a supporting electrolyte, iodine salt of 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium is 0.6M, lithium iodide is 0.1M, iodine is 0.05M, and t-butylpyridine is 0.5M. It mixed so that electrolyte solution might be produced.

(色素増感型太陽電池の作製)
得られた電極を用いて、前記電解液を10mg注入し、かつ封止材で密封することにより図1に示した直列モジュール型の色素増感型太陽電池を作製した。
この色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
(Preparation of dye-sensitized solar cell)
Using the obtained electrode, 10 mg of the electrolytic solution was injected and sealed with a sealing material to produce a series module type dye-sensitized solar cell shown in FIG.
During the production of this dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflecting insulating layer did not occur, and the adhesion was good.

(光電変換効率の評価)
ソーラーシミュレーター(山下電装株式会社製)を用いて、実施例1の色素増感型太陽電池セルに擬似太陽光を照射し、電流電圧測定装置(山下電装株式会社製)にてI−V特性を測定することによって光電変換効率を求めた。その結果、光電変換効率は7.3%(短絡電流密度15.1(A・cm−1)、開放電圧0.70(V)、フィルファクター0.69)であった。結果を表1に示す。
(Evaluation of photoelectric conversion efficiency)
Using a solar simulator (manufactured by Yamashita Denso Co., Ltd.), the dye-sensitized solar cell of Example 1 was irradiated with simulated sunlight, and the IV characteristics were measured with a current-voltage measuring device (manufactured by Yamashita Denso Co., Ltd.). The photoelectric conversion efficiency was calculated | required by measuring. As a result, the photoelectric conversion efficiency was 7.3% (short-circuit current density 15.1 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.70 (V), fill factor 0.69). The results are shown in Table 1.

[実施例2]
(多孔質光反射絶縁層用ペーストの作製)
粒子(A−1)を21質量部、粒子(B−1)を9質量部用いたこと以外は実施例1と同様にして実施例2の多孔質光反射絶縁層用ペーストを作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ350mPa・sであった。
[Example 2]
(Preparation of porous light reflecting insulating layer paste)
A porous light-reflective insulating layer paste of Example 2 was produced in the same manner as Example 1 except that 21 parts by mass of particles (A-1) and 9 parts by mass of particles (B-1) were used. The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was 350 mPa · s when measured using a dynamic viscoelasticity test apparatus at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 .

多孔質光反射絶縁層用ペーストとして実施例2の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いたこと以外は同様にして、実施例2の色素増感型太陽電池を作製した。色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
実施例1と同様に光電変換効率を測定した結果、6.7%(短絡電流密度13.8(A・cm−1)、開放電圧0.71(V)、フィルファクター0.68)であった。結果を表1に示す。
A dye-sensitized solar cell of Example 2 was produced in the same manner except that the porous light reflective insulating layer paste of Example 2 was used as the porous light reflective insulating layer paste. During the production of the dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflective insulating layer did not occur, and the adhesion was good.
As a result of measuring photoelectric conversion efficiency in the same manner as in Example 1, it was 6.7% (short-circuit current density 13.8 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.71 (V), fill factor 0.68). It was. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
(粒子(A−2)の作製:シリカ及びアルミナによる表面被覆を行った酸化チタン粒子の作製)
ルチル型酸化チタン、シリカ、アルミナの質量比(ルチル型酸化チタン/シリカ/アルミナ)を75/5/20としたこと以外は粒子(A−1)と同様にして粒子(A−2)を得た。
[Example 3]
(Preparation of particles (A-2): Preparation of titanium oxide particles coated with silica and alumina)
The particle (A-2) is obtained in the same manner as the particle (A-1) except that the mass ratio of rutile titanium oxide, silica and alumina (rutile titanium oxide / silica / alumina) is 75/5/20. It was.

(多孔質光反射絶縁層用ペーストの作製)
粒子(A)として粒子(A−2)を21質量部、粒子(B−1)を9質量部用いたこと以外は実施例1と同様にして実施例3の多孔質光反射絶縁層用ペーストを作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ350mPa・sであった。
(Preparation of porous light reflecting insulating layer paste)
The paste for porous light-reflective insulating layer of Example 3 in the same manner as in Example 1 except that 21 parts by mass of particles (A-2) and 9 parts by mass of particles (B-1) were used as particles (A). Was made. The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was 350 mPa · s when measured using a dynamic viscoelasticity test apparatus at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 .

(色素増感型太陽電池の作製)
多孔質光反射絶縁層用ペーストとして実施例3の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の色素増感型太陽電池を作製した。色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
実施例1と同様に光電変換効率を測定した結果、6.2%(短絡電流密度12.7(A・cm−1)、開放電圧0.71(V)、フィルファクター0.69)であった。結果を表1に示す。
(Preparation of dye-sensitized solar cell)
A dye-sensitized solar cell of Example 3 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the porous light reflective insulating layer paste of Example 3 was used as the porous light reflective insulating layer paste. During the production of the dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflective insulating layer did not occur, and the adhesion was good.
As a result of measuring photoelectric conversion efficiency in the same manner as in Example 1, it was 6.2% (short-circuit current density 12.7 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.71 (V), fill factor 0.69). It was. The results are shown in Table 1.

[実施例4]
(粒子(A−3)の作製:シリカ及びアルミナによる表面被覆を行った酸化チタン粒子の作製)
ルチル型酸化チタン、シリカ、アルミナの質量比(ルチル型酸化チタン/シリカ/アルミナ)を98.5/0.3/1.2としたこと以外は粒子(A−1)と同様にして、粒子(A−3)を得た。
[Example 4]
(Preparation of particles (A-3): preparation of titanium oxide particles coated with silica and alumina)
Particles similar to particles (A-1) except that the mass ratio of rutile titanium oxide, silica and alumina (rutile titanium oxide / silica / alumina) was 98.5 / 0.3 / 1.2. (A-3) was obtained.

(多孔質光反射絶縁層用ペーストの作製)
粒子(A)として粒子(A−3)を21質量部、粒子(B−1)を9質量部用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例4の多孔質光反射絶縁層用ペーストを作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ350mPa・sであった。
(Preparation of porous light reflecting insulating layer paste)
For the porous light-reflective insulating layer of Example 4, except that 21 parts by mass of particles (A-3) and 9 parts by mass of particles (B-1) were used as particles (A). A paste was prepared. The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was 350 mPa · s when measured using a dynamic viscoelasticity test apparatus at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 .

(色素増感型太陽電池の作製)
多孔質光反射絶縁層用ペーストとして実施例4の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例4の色素増感型太陽電池を作製した。色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
実施例1と同様に光電変換効率を測定した結果、7.0%(短絡電流密度15.4(A・cm−1)、開放電圧0.66(V)、フィルファクター0.69)であった。結果を表1に示す。
(Preparation of dye-sensitized solar cell)
A dye-sensitized solar cell of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that the paste for porous light reflecting insulating layer of Example 4 was used as the paste for porous light reflecting insulating layer. During the production of the dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflective insulating layer did not occur, and the adhesion was good.
As a result of measuring the photoelectric conversion efficiency in the same manner as in Example 1, it was 7.0% (short-circuit current density 15.4 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.66 (V), fill factor 0.69). It was. The results are shown in Table 1.

[実施例5]
(粒子(A−4)の作製:シリカ及びアルミナによる表面被覆を行った酸化チタン粒子の作製)
ルチル型酸化チタンとして体積中位径(D50)が900nmのルチル型酸化チタン粒子(住友大阪セメント株式会社製)を用いたこと以外は粒子(A−1)と同様にして、粒子(A−4)を得た。
[Example 5]
(Preparation of particles (A-4): Preparation of titanium oxide particles coated with silica and alumina)
Particles (A-4) were the same as particles (A-4) except that rutile titanium oxide particles having a volume median diameter (D50) of 900 nm (made by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) were used as rutile titanium oxide. )

(多孔質光反射絶縁層用ペーストの作製)
粒子(A)として粒子(A−4)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例5の多孔質光反射絶縁層用ペーストを作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ250mPa・sであった。
(Preparation of porous light reflecting insulating layer paste)
A porous light-reflective insulating layer paste of Example 5 was produced in the same manner as Example 1 except that the particles (A-4) were used as the particles (A). The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was 250 mPa · s when measured using a dynamic viscoelasticity test apparatus at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 .

(色素増感型太陽電池の作製)
多孔質光反射絶縁層用ペーストとして実施例5の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例5の色素増感型太陽電池を作製した。色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
実施例1と同様に光電変換効率を測定した結果、7.5%(短絡電流密度16.2(A・cm−1)、開放電圧0.70(V)、フィルファクター0.66)であった。結果を表1に示す。
(Preparation of dye-sensitized solar cell)
A dye-sensitized solar cell of Example 5 was produced in the same manner as Example 1 except that the paste for porous light reflective insulation layer of Example 5 was used as the paste for porous light reflection insulation layer. During the production of the dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflective insulating layer did not occur, and the adhesion was good.
The photoelectric conversion efficiency was measured in the same manner as in Example 1. As a result, it was 7.5% (short-circuit current density 16.2 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.70 (V), fill factor 0.66). It was. The results are shown in Table 1.

[実施例6]
(粒子(A−5)の作製:シリカ及びアルミナによる表面被覆を行った酸化チタン粒子の作製)
ルチル型酸化チタン粒子として体積中位径(D50)が110nmのルチル型酸化チタン粒子(住友大阪セメント株式会社製)を用いたこと以外は粒子(A−1)と同様にして、粒子(A−5)を得た。
[Example 6]
(Preparation of particles (A-5): Preparation of titanium oxide particles surface-coated with silica and alumina)
The particles (A-) were the same as the particles (A-1) except that rutile titanium oxide particles having a volume median diameter (D50) of 110 nm (made by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) were used as rutile titanium oxide particles. 5) was obtained.

(多孔質光反射絶縁層用ペーストの作製)
粒子(A)として粒子(A−5)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例6の多孔質光反射絶縁層用ペーストを作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ400mPa・sであった。
(Preparation of porous light reflecting insulating layer paste)
A porous light-reflective insulating layer paste of Example 6 was produced in the same manner as Example 1 except that the particles (A-5) were used as the particles (A). The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was measured at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 using a dynamic viscoelasticity test apparatus, and it was 400 mPa · s.

(色素増感型太陽電池の作製)
多孔質光反射絶縁層用ペーストとして実施例6の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いたこと以外は同様にして、実施例6の色素増感型太陽電池を作製した。色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
実施例1と同様に光電変換効率を測定した結果、6.4%(短絡電流密度13.1(A・cm−1)、開放電圧0.70(V)、フィルファクター0.70)であった。結果を表1に示す。
(Preparation of dye-sensitized solar cell)
A dye-sensitized solar cell of Example 6 was produced in the same manner except that the porous light reflective insulating layer paste of Example 6 was used as the porous light reflective insulating layer paste. During the production of the dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflective insulating layer did not occur, and the adhesion was good.
As a result of measuring the photoelectric conversion efficiency in the same manner as in Example 1, it was 6.4% (short-circuit current density 13.1 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.70 (V), fill factor 0.70). It was. The results are shown in Table 1.

[実施例7]
(粒子(A−6)の作製:シリカによる表面被覆を行った酸化チタン粒子の作製)
ルチル型酸化チタン、シリカの質量比(ルチル型酸化チタン/シリカ)が90/10となるように混合したこと以外は粒子(A−1)と同様にして、粒子(A−6)を得た。
[Example 7]
(Preparation of Particle (A-6): Preparation of Titanium Oxide Particles Surface-Coated with Silica)
A particle (A-6) was obtained in the same manner as the particle (A-1) except that the mass ratio of rutile titanium oxide and silica (rutile titanium oxide / silica) was 90/10. .

(多孔質光反射絶縁層用ペーストの作製)
粒子(A)として粒子(A−6)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例7の多孔質光反射絶縁層用ペーストを作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ300mPa・sであった。
(Preparation of porous light reflecting insulating layer paste)
A porous light-reflective insulating layer paste of Example 7 was produced in the same manner as Example 1 except that the particles (A-6) were used as the particles (A). The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was measured at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 using a dynamic viscoelasticity test apparatus, and found to be 300 mPa · s.

(色素増感型太陽電池の作製)
多孔質光反射絶縁層用ペーストとして実施例7の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例7の色素増感型太陽電池を作製した。色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
実施例1と同様に光電変換効率を測定した結果、7.2%(短絡電流密度15.0(A・cm−1)、開放電圧0.70(V)、フィルファクター0.69)であった。結果を表1に示す。
(Preparation of dye-sensitized solar cell)
A dye-sensitized solar cell of Example 7 was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous light reflective insulating layer paste of Example 7 was used as the porous light reflective insulating layer paste. During the production of the dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflective insulating layer did not occur, and the adhesion was good.
The photoelectric conversion efficiency was measured in the same manner as in Example 1. As a result, it was 7.2% (short-circuit current density 15.0 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.70 (V), fill factor 0.69). It was. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
(多孔質光反射絶縁層用ペーストの作製)
粒子(A)、粒子(B)として粒子(A−1)を29.1質量部、粒子(B−1)を0.9質量部用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の多孔質光反射絶縁層用ペーストを作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ200mPa・sであった。
[Comparative Example 1]
(Preparation of porous light reflecting insulating layer paste)
Comparative Example as in Example 1 except that 29.1 parts by mass of particles (A-1) and 0.9 parts by mass of particles (B-1) were used as particles (A) and particles (B). No. 1 porous light reflecting insulating layer paste was prepared. The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was measured at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 using a dynamic viscoelasticity test apparatus, and found to be 200 mPa · s.

多孔質光反射絶縁層用ペーストとして比較例1の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いたこと以外は同様にして、色素増感型太陽電池を作製しようとしたが、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層との密着性が悪く、多孔質光反射絶縁層が剥落し、色素増感型太陽電池を作製することができなかった。結果を表1に示す。   A dye-sensitized solar cell was prepared in the same manner except that the porous light-reflective insulating layer paste of Comparative Example 1 was used as the porous light-reflective insulating layer paste. Adhesiveness with the light-reflecting insulating layer was poor, the porous light-reflecting insulating layer was peeled off, and a dye-sensitized solar cell could not be produced. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
(多孔質光反射絶縁層用ペーストの作製)
粒子(A)、粒子(B)として粒子(A−1)を6質量部、粒子(B−1)を24質量部用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例2の多孔質光反射絶縁層用ペーストを作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ500mPa・sであった。
[Comparative Example 2]
(Preparation of porous light reflecting insulating layer paste)
The porous material of Comparative Example 2 was the same as Example 1 except that 6 parts by mass of particles (A-1) and 24 parts by mass of particles (B-1) were used as particles (A) and particles (B). A light reflective insulating layer paste was prepared. The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was 500 mPa · s when measured using a dynamic viscoelasticity test apparatus at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 .

(色素増感型太陽電池の作製)
多孔質光反射絶縁層用ペーストとして比較例2の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例2の色素増感型太陽電池を作製した。色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
実施例1と同様に光電変換効率を測定した結果、4.5%(短絡電流密度12.0(A・cm−1)、開放電圧0.60(V)、フィルファクター0.62)であった。結果を表1に示す。
(Preparation of dye-sensitized solar cell)
A dye-sensitized solar cell of Comparative Example 2 was produced in the same manner as Example 1 except that the porous light reflective insulating layer paste of Comparative Example 2 was used as the porous light reflective insulating layer paste. During the production of the dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflective insulating layer did not occur, and the adhesion was good.
As a result of measuring the photoelectric conversion efficiency in the same manner as in Example 1, it was 4.5% (short-circuit current density 12.0 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.60 (V), fill factor 0.62). It was. The results are shown in Table 1.

[比較例3]
粒子(A)として体積中位径(D50)が280nmのルチル型酸化チタン粒子(住友大阪セメント株式会社製)を用いたこと、すなわちシリカ及びアルミナで表面被覆されていないルチル型酸化チタン粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例3の多孔質光反射絶縁層用ペーストを作製した。この多孔質光反射絶縁層用ペーストについて、動的粘弾性試験装置を用い、温度25℃、せん断速度1s−1の条件で粘度を測定したところ300mPa・sであった。
[Comparative Example 3]
Use of rutile type titanium oxide particles (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) having a volume median diameter (D50) of 280 nm as particles (A), that is, using rutile type titanium oxide particles not coated with silica and alumina. A porous light-reflective insulating layer paste of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that it was the same. The viscosity of this porous light-reflective insulating layer paste was measured at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s −1 using a dynamic viscoelasticity test apparatus, and found to be 300 mPa · s.

多孔質光反射絶縁層用ペーストとして比較例3の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例3の色素増感型太陽電池を作製した。色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
実施例1と同様に光電変換効率を測定した結果、4.7%(短絡電流密度15.5(A・cm−1)、開放電圧0.58(V)、フィルファクター0.52)であった。結果を表1に示す。
A dye-sensitized solar cell of Comparative Example 3 was produced in the same manner as Example 1 except that the porous light reflective insulating layer paste of Comparative Example 3 was used as the porous light reflective insulating layer paste. During the production of the dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflective insulating layer did not occur, and the adhesion was good.
The photoelectric conversion efficiency was measured in the same manner as in Example 1. As a result, it was 4.7% (short-circuit current density 15.5 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.58 (V), fill factor 0.52). It was. The results are shown in Table 1.

[比較例4]
多孔質光反射絶縁層用ペーストとして比較例3の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用い、かつ、多孔質光反射絶縁層と触媒導電層との間に、平均一次粒子径が50nmのジルコニア粒子を含有するペーストを、基板の中心部分を中心として、縦7mm、横7mm、厚さ7μmとなるようにスクリーン印刷機で塗布し、多孔質絶縁層を余分に形成したこと以外は実施例1と同様にして、比較例4の色素増感型太陽電池を作製した。色素増感型太陽電池を作製している間、多孔質半導体層と多孔質光反射絶縁層の膜剥がれは起こらず、密着性は良好であった。
実施例1と同様に光電変換効率を測定した結果、5.5%(短絡電流密度15.4(A・cm−1)、開放電圧0.63(V)、フィルファクター0.57)であった。結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
Zirconia particles having an average primary particle diameter of 50 nm between the porous light reflecting insulating layer and the catalyst conductive layer, using the porous light reflecting insulating layer paste of Comparative Example 3 as the porous light reflecting insulating layer paste. Example 1 except that the paste containing was applied with a screen printer so as to be 7 mm in length, 7 mm in width, and 7 μm in thickness centered on the center portion of the substrate, and an extra porous insulating layer was formed. Similarly, the dye-sensitized solar cell of Comparative Example 4 was produced. During the production of the dye-sensitized solar cell, the film peeling between the porous semiconductor layer and the porous light-reflective insulating layer did not occur, and the adhesion was good.
The photoelectric conversion efficiency was measured in the same manner as in Example 1. As a result, it was 5.5% (short-circuit current density 15.4 (A · cm −1 ), open-circuit voltage 0.63 (V), fill factor 0.57). It was. The results are shown in Table 1.

[多孔質反射絶縁層の反射性評価]
実施例1〜7、及び比較例2〜4の多孔質反射絶縁層用ペーストを、それぞれスクリーン印刷法により焼成膜厚が10μmとなるように透明導電性基板(日本板硝子株式会社製)上に形成し、500℃で60分焼成することにより、多孔質光反射絶縁層付き基板を得た。
得られた基板の波長550nmにおける光の反射率を測定したところ、実施例1〜7と比較例3、4のペーストを用いた場合の光の反射率は80%であった。これに対して、比較例2の粒子(B)の含有量が多いペーストを用いた場合の光の反射率は60%と低く、十分な光反射性が得られないことが確認できた。
[Evaluation of reflectivity of porous reflective insulating layer]
Form the porous reflective insulating layer pastes of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 2 to 4 on a transparent conductive substrate (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) by a screen printing method so that the fired film thickness becomes 10 μm. And it fired at 500 degreeC for 60 minutes, and the board | substrate with a porous light reflection insulation layer was obtained.
When the reflectance of light at a wavelength of 550 nm of the obtained substrate was measured, the reflectance of light when the pastes of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 3 and 4 were used was 80%. On the other hand, when the paste having a large content of particles (B) of Comparative Example 2 was used, the light reflectance was as low as 60%, and it was confirmed that sufficient light reflectivity could not be obtained.

本発明によれば、多孔質半導体層との密着性が高く、光電変換効率の向上に寄与する多孔質光反射絶縁層、及びこれを形成することができる多孔質光反射絶縁層用ペーストが得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the porous light reflection insulation layer which has high adhesiveness with a porous semiconductor layer and contributes to the improvement of photoelectric conversion efficiency, and the paste for porous light reflection insulation layers which can form this are obtained. It is done.

1 透明基板
2 透明導電膜
3 封止材
4 電解質
5 導電層(対向電極)
6 多孔質光反射絶縁層
7 多孔質半導体層
10 色素増感型太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Transparent conductive film 3 Sealing material 4 Electrolyte 5 Conductive layer (counter electrode)
6 Porous light reflection insulating layer 7 Porous semiconductor layer 10 Dye-sensitized solar cell

Claims (5)

体積中位径(D50)が100nm以上、1000nm以下であるルチル型酸化チタン粒子の表面を、ケイ素化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、及びカルシウム化合物から選ばれる1種以上の被覆材で被覆した粒子(A)と、体積中位径(D50)が1nm以上、30nm以下である金属酸化物の粒子(B)とを含有し、前記粒子(A)に対する前記粒子(B)の質量比[粒子(B)/粒子(A)]が、5/95〜40/60である多孔質光反射絶縁層用ペースト。   The surface of rutile titanium oxide particles having a volume median diameter (D50) of 100 nm or more and 1000 nm or less is coated with one or more coating materials selected from silicon compounds, magnesium compounds, aluminum compounds, zirconium compounds, and calcium compounds. Particles (A) and a metal oxide particle (B) having a volume median diameter (D50) of 1 nm or more and 30 nm or less, and a mass ratio of the particles (B) to the particles (A) [ The paste for porous light-reflective insulating layers whose particle (B) / particle (A)] is 5 / 95-40 / 60. 前記粒子(A)における被覆材の被覆量が、1質量%以上、30質量%以下である、請求項1に記載の多孔質光反射絶縁層用ペースト。   The paste for porous light-reflective insulating layers according to claim 1, wherein a coating amount of the coating material in the particles (A) is 1% by mass or more and 30% by mass or less. 前記粒子(B)がアナターゼ型酸化チタン粒子である、請求項1又は2に記載の多孔質光反射絶縁層用ペースト。   The paste for porous light-reflective insulating layers according to claim 1 or 2, wherein the particles (B) are anatase-type titanium oxide particles. 請求項1〜3のいずれかに記載の多孔質光反射絶縁層用ペーストを用いて形成した多孔質光反射絶縁層。   The porous light reflection insulation layer formed using the paste for porous light reflection insulation layers in any one of Claims 1-3. 請求項4に記載の多孔質光反射絶縁層を備えた色素増感型太陽電池。   A dye-sensitized solar cell comprising the porous light-reflecting insulating layer according to claim 4.
JP2016505193A 2014-02-26 2015-02-23 Porous light reflecting insulating layer paste, porous light reflecting insulating layer, and dye-sensitized solar cell Active JP6443439B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014036050 2014-02-26
JP2014036050 2014-02-26
PCT/JP2015/054972 WO2015129608A1 (en) 2014-02-26 2015-02-23 Paste for porous light reflection insulating layer, porous light reflection insulating layer, and dye-sensitized solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015129608A1 true JPWO2015129608A1 (en) 2017-03-30
JP6443439B2 JP6443439B2 (en) 2018-12-26

Family

ID=54008928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016505193A Active JP6443439B2 (en) 2014-02-26 2015-02-23 Porous light reflecting insulating layer paste, porous light reflecting insulating layer, and dye-sensitized solar cell

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6443439B2 (en)
WO (1) WO2015129608A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6226013B2 (en) * 2016-04-06 2017-11-08 住友大阪セメント株式会社 Titanium oxide paste, titanium oxide film and dye-sensitized solar cell
JPWO2021181611A1 (en) * 2020-03-12 2021-09-16
JP7071767B1 (en) 2021-02-12 2022-05-19 株式会社プロセシオ Dye-sensitized solar cell

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035594A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Photoelectric cell
JP2008192603A (en) * 2006-12-22 2008-08-21 Sony Deutsche Gmbh Photovoltaic cell
WO2012070531A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-31 シャープ株式会社 Photoelectric conversion element

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6265124B2 (en) * 2012-08-22 2018-01-24 住友大阪セメント株式会社 Dye-sensitized solar cell paste, porous light reflecting insulating layer, and dye-sensitized solar cell

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035594A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Photoelectric cell
JP2008192603A (en) * 2006-12-22 2008-08-21 Sony Deutsche Gmbh Photovoltaic cell
WO2012070531A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-31 シャープ株式会社 Photoelectric conversion element

Also Published As

Publication number Publication date
JP6443439B2 (en) 2018-12-26
WO2015129608A1 (en) 2015-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5191647B2 (en) Titanium oxide film, titanium oxide film electrode film structure, and dye-sensitized solar cell
JP2008130553A (en) Dye-sensitized solar battery and manufacturing method of dye-sensitized solar battery
JP2008288209A (en) Manufacturing method for photoelectrode of dye-sensitized solar cell, photoelectrode for dye-sensitized solar cell, and dye-sensitized solar cell
CA2878406C (en) Photoelectrically convertible composition comprising an anionic polymer, a laminate, and processes therefor
De Rossi et al. Blending CoS and Pt for amelioration of electrodeposited transparent counterelectrodes and the efficiency of back-illuminated dye solar cells
Chou et al. The effect of SWCNT with the functional group deposited on the counter electrode on the dye-sensitized solar cell
JP2010118158A (en) Paste composition for photoelectric conversion element, manufacturing method of porous membrane for photoelectric conversion element, and photoelectric conversion element
JP6443439B2 (en) Porous light reflecting insulating layer paste, porous light reflecting insulating layer, and dye-sensitized solar cell
JP5189870B2 (en) Electrolytic solution and dye-sensitized solar cell
JP6265124B2 (en) Dye-sensitized solar cell paste, porous light reflecting insulating layer, and dye-sensitized solar cell
CA2879197C (en) Photoelectric conversion layer composition and photoelectric conversion element
KR101166515B1 (en) Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, preparing method of the same, and dye-sensitized solar cell having the same
JP2007048580A (en) Oxide semiconductor electrode, its manufacturing method and dye-sensitized solar cell equipped with the same
JP2019054294A (en) Porous semiconductor layer, paste for the same, and dye-sensitized solar cell
JP7219078B2 (en) Separator composition, separator, and production method and use thereof
JP2004207205A (en) Coating agent for forming semiconductor electrode film, substrate with semiconductor electrode film, and dye-sensitized solar battery
JP4808560B2 (en) Titanium oxide particle-containing composition, method for producing photoelectrode, and method for producing solar cell
JP5189869B2 (en) Electrolytic solution and dye-sensitized solar cell
JP6196547B2 (en) Photoelectrode and production method thereof, dye-sensitized solar cell
WO2021172106A1 (en) Semiconductor nanoparticle paste, porous semiconductor electrode substrate, photoelectrode, and dye-sensitized solar cell
WO2020158676A1 (en) Titanium dioxide paste, porous semiconductor electrode substrate, photoelectrode, and dye-sensitized photovoltaic cell
JP6244748B2 (en) Dye-sensitized solar cell paste, oxide semiconductor film, oxide semiconductor electrode, and dye-sensitized solar cell
JP2005302390A (en) Carbon electrode and its manufacturing method, material for manufacturing carbon electrode, and dye-sensitized solar cell equipped with carbon electrode
KR20140003742A (en) Dye-sensitized solar cell using carbon black as a counter electrode and method of fabricating the same
WO2016104313A1 (en) Dispersion liquid for formation of semiconductor electrode layer, and semiconductor electrode layer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170807

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180605

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180803

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181004

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6443439

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150