KR20170118692A - Sensitizing-dye dyeing solution and method for producing photoelectrode - Google Patents

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도모아끼 가따기리
?스께 구누기
šœ스께 구누기
소이찌로 스즈끼
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

혼합 용매와 증감 색소를 갖는 증감 색소 염색액이며, 상기 혼합 용매는, (A) 질소 함유 용매, (B) 알코올계 용매 및 (C) 황 함유 용매를 포함하고, 상기 증감 색소가 1mM 이상의 농도로 용해되어 있는 증감 색소 염색액. 기재 위에 형성된 반도체 막에 대하여 상기 증감 색소 염색액을 접촉시킴으로써, 상기 반도체 막을 상기 증감 색소로 염색하는 공정을 갖는 광 전극의 제조 방법.Wherein the mixed solvent comprises (A) a nitrogen-containing solvent, (B) an alcohol-based solvent and (C) a sulfur-containing solvent, wherein the sensitizing dye has a concentration of 1 mM or more Dissolving color enhancer dye. And dyeing the semiconductor film with the sensitizing dye by bringing the dye sensitizing dye into contact with the semiconductor film formed on the substrate.

Description

증감 색소 염색액 및 광 전극의 제조 방법{SENSITIZING-DYE DYEING SOLUTION AND METHOD FOR PRODUCING PHOTOELECTRODE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a dye-

본 발명은 반도체층을 증감 색소로 염색하기 위한 증감 색소 염색액, 및 그 증감 색소 염색액을 사용한 광 전극의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dye sensitizing dye for dyeing a semiconductor layer with an increasing dye, and a method for producing a photoelectrode using the dye sensitizing dye.

본원은, 2015년 2월 25일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2015-035674호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그의 내용을 여기에 원용한다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-035674 filed on February 25, 2015, the contents of which are incorporated herein by reference.

그레첼형의 색소 증감 태양 전지에 있어서의 산화물 반도체층의 표면에는 증감 색소가 물리적 또는 화학적으로 흡착하고 있다.Sensitized dye is physically or chemically adsorbed on the surface of the oxide semiconductor layer in the graze-type dye-sensitized solar cell.

광 전극의 제조에 있어서 반도체층에 증감 색소를 흡착시키는 방법으로는, 증감 색소 염색액 중에 반도체층이 제막된 기판을 침지하는 방법이 일반적이다(예를 들어 특허문헌 1).As a method of adsorbing a sensitizing dye to a semiconductor layer in the production of a photo-electrode, a method of immersing a substrate on which a semiconductor layer has been formed in a sensitizing dye dye solution is generally used (for example, Patent Document 1).

이 염색 방법에 의하면, 다공질의 반도체층 내부에까지 충분히 증감 색소 염색액을 침투시킬 수 있는 반면, 염색 시간에 8시간 이상을 요하는 것이 통상이다.According to this dyeing method, the coloring dye solution can be sufficiently penetrated into the porous semiconductor layer, but it is usually required that the dyeing time is 8 hours or more.

특허문헌 2에는, 염색 시간을 단축하는 방법으로서, 25℃에서 기체 또는 액체이며, 비점이 200℃ 이하인 질소 함유 화합물을 염색액 중에 첨가함으로써, 증감 색소를, 고농도로 함유하는 색소 용액이 개시되어 있다.Patent Document 2 discloses a dye solution containing a sensitizing dye at a high concentration by adding a nitrogen-containing compound having a boiling point of 200 캜 or less to a dyeing solution as a gas or liquid at 25 캜 .

특허문헌 3에는, 색소 용액과, 상기 다공질의 반도체층을 접촉시켜, 색소 용액을 다공질의 반도체층에 침입시키는 공정을 구비하는 색소 증감형 광전 변환 소자의 제조 방법이 개시되어 있다. 색소 용액은, 비프로톤성 극성 용매 및 저급 알코올 및 계면 활성제의 양쪽 또는 어느 한쪽을 사용한 혼합 용매에 색소를 용해시키고, 색소의 중량 퍼센트 농도가 0.5wt% 이상으로 하는 것으로 되어 있다.Patent Document 3 discloses a method of manufacturing a dye-sensitized photoelectric conversion device comprising a step of bringing a dye solution and a porous semiconductor layer into contact with each other to allow a dye solution to penetrate into a porous semiconductor layer. The coloring matter solution is prepared by dissolving the coloring matter in a mixed solvent using an aprotic polar solvent, a lower alcohol and / or a surfactant, so that the concentration of the coloring matter in the weight percentage is 0.5 wt% or more.

일본 특허 공개 제2006-196439호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-196439 일본 특허 공개 제2013-65434호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-65434 일본 특허 공개 제2010-182467호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-182467

후술하는 비교예 2에서 나타낸 바와 같이, 특허문헌 2에 개시된 질소 함유 화합물의 하나인 N,N-디메틸포름아미드(DMF)를 염색액 중에 첨가함으로써, 루테늄계 증감 색소의 농도를 10mM에 까지 높이는 것이 가능했다. 이로 인해, 염색 시간을 대폭 단축하여, 약 8분으로 색소 흡착이 한계점에 도달될수록 고속으로 염색을 완료할 수 있었다.As shown in Comparative Example 2 to be described later, increasing the concentration of the ruthenium-based sensitizing dye to 10 mM by adding N, N-dimethylformamide (DMF), which is one of the nitrogen-containing compounds disclosed in Patent Document 2, It was possible. As a result, the dyeing time was drastically shortened, and dyeing was completed at a high speed as the dye adsorption reached the limit in about 8 minutes.

그러나, DMF를 첨가하지 않고 낮은 색소 농도의 염색액에서 8 시간을 들여서 염색한 경우(후술하는 비교예 1)에 비하여, DMF를 첨가한 높은 색소 농도의 염색액을 사용하여 단시간에 염색한 경우(후술하는 비교예 2)의 광전 변환 효율이 우수하지 않다라는 문제가 있었다.However, compared with the case of dyeing for 8 hours in the dye solution of low pigment concentration without addition of DMF (Comparative Example 1 to be described later), when dyeing with high dye concentration using DMF was used for a short time There is a problem that the photoelectric conversion efficiency of Comparative Example 2 described later is not excellent.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 반도체 막을 증감 색소로 염색하는 시간이 짧으면서, 또한, 단시간에 염색한 반도체 막을 구비한 광 전극의 광전 변환 효율이 우수한 증감 색소 염색액 및 그 염색액을 사용한 광 전극의 제조 방법의 제공을 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances and has an object of providing a dye sensitizing dye dye having excellent photoelectric conversion efficiency of a photoelectrode having a semiconductor film having a short time for dyeing with a sensitizing dye, And a method of manufacturing a used optical electrode.

[1] 혼합 용매와 증감 색소를 갖는 증감 색소 염색액이며, 상기 혼합 용매는, (A) 질소 함유 용매, (B) 알코올계 용매 및 (C) 황 함유 용매를 포함하고, 상기 증감 색소가 1mM 이상의 농도로 용해되어 있는 것을 특징으로 하는 증감 색소 염색액.[1] A sensitizing dye dye having a mixed solvent and a sensitizing dye, wherein the mixed solvent comprises (A) a nitrogen-containing solvent, (B) an alcoholic solvent and (C) a sulfur-containing solvent, Of the total amount of the coloring matter.

[2] (A) 질소 함유 용매가 아미드계 용매 및/또는 니트릴계 용매이며, (B) 알코올계 용매가 탄소수 1 내지 12의 알코올이며, (C) 황 함유 용매가 술폭시드계 및/또는 술폰계인, 상기 [1]에 기재의 증감 색소 염색액.(2) A process for producing a sulfur-containing compound, wherein the nitrogen-containing solvent is an amide solvent and / or a nitrile solvent, (B) the alcohol solvent is an alcohol having 1 to 12 carbon atoms, (C) A sensitizing dyestuff solution according to [1] above, wherein

[3] (A) 질소 함유 용매가 아세토니트릴이며, (B) 알코올계 용매가 t-부탄올이며, (C) 황 함유 용매가 디메틸술폭시드인, 상기 [2]에 기재의 증감 색소 염색액.[3] The sensitizing dye described in [2] above, wherein the nitrogen-containing solvent is acetonitrile, (B) the alcoholic solvent is t-butanol, and (C) the sulfur-containing solvent is dimethylsulfoxide.

[4] 상기 혼합 용매 중 질소 함유 용매의 함유량이 20 내지 75 부피%, 알코올계 용매의 함유량이 20 내지 75 부피%, 황 함유 용매의 함유량이 1 내지 60 부피%인, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재의 증감 색소 염색액.[4] The method according to any one of [1] to [5], wherein the content of the nitrogen-containing solvent in the mixed solvent is 20 to 75% by volume, the content of the alcoholic solvent is 20 to 75% 3] or [3].

[5] 상기 증감 색소가 루테늄을 포함하는, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재의 증감 색소 염색액.[5] The sensitizing dye according to any one of [1] to [4], wherein the sensitizing dye comprises ruthenium.

[6] 기재 위에 형성된 반도체 막에 대하여 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재의 증감 색소 염색액을 접촉시킴으로써, 상기 반도체 막을 증감 색소로 염색하는 공정을 갖는, 광 전극의 제조 방법.[6] A manufacturing method of a photoelectrode having a step of dyeing the semiconductor film with a sensitizing dye by contacting the semiconductor film formed on the substrate with the sensitizing dye described in any one of [1] to [5] .

[7] 상기 반도체 막이 표면에 형성된 기재를 상기 증감 색소 염색액에 침지하는, 상기 [6]에 기재의 광 전극의 제조 방법.[7] The method of manufacturing a photoelectrode according to [6] above, wherein the substrate on which the semiconductor film is formed is immersed in the dye sensitizing dye.

[8] 상기 침지의 시간이 1시간 미만인, 상기 [7]에 기재의 광 전극의 제조 방법.[8] The method of manufacturing a photoelectrode according to [7], wherein the immersion time is less than 1 hour.

[9] 상기 기재가 롤로부터 권출된 장척의 수지 필름인, 상기 [6] 내지 [8] 중 어느 한 항에 기재의 광 전극의 제조 방법.[9] The method for producing a photo-electrode as described in any one of [6] to [8], wherein the substrate is a long resin film extruded from a roll.

본 발명의 증감 색소 염색액은, 금속 착체계의 증감 색소를 1mM 이상의 고농도로 용해할 수 있다. 이 증감 색소 염색액을 사용하는 본 발명의 광 전극의 제조 방법에 의하면, 고농도의 증감 색소로 반도체 막을 염색하기 위하여, 염색 시간을 수분 내지 수십분으로 단축할 수 있음과 함께, 염색한 반도체 막을 구비한 광 전극의 광전 변환 효율을 종래와 동등하게 유지할 수 있다. 따라서, 종래와 동등한 광전 변환 효율을 갖는 색소 증감 태양 전지를, 종래보다도 단시간에 제조할 수 있다.The sensitizing dyes of the present invention can dissolve the sensitizing dye of the metal complex system at a high concentration of 1 mM or more. According to the method for producing a photoelectrode according to the present invention using this dye sensitizing dye, dyeing time can be shortened to several minutes to several tens of minutes in order to dye a semiconductor film with a dye sensitizing dye having a high concentration, The photoelectric conversion efficiency of the photoelectrode can be kept equal to the conventional one. Therefore, a dye-sensitized solar cell having photoelectric conversion efficiency equivalent to that of the prior art can be manufactured in a shorter time than in the prior art.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 기초하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments.

《증감 색소 염색액》"Increasing coloring dye solution"

본 발명의 제1 실시 형태의 증감 색소 염색액은, 혼합 용매와 증감 색소를 갖는 증감 색소 염색액이며, 상기 혼합 용매는, (A) 질소 함유 용매, (B) 알코올계 용매 및 (C) 황 함유 용매를 포함한다.The dye sensitizing dye according to the first embodiment of the present invention is a dye sensitizing dye having a mixed solvent and a sensitizing dye, and the mixed solvent is (A) a nitrogen-containing solvent, (B) an alcohol- Containing solvent.

본 실시 형태의 증감 색소 염색액에는, 상기 증감 색소가 1mM 이상의 농도로 용해되어 있다.In the sensitizing dye solution of the present embodiment, the sensitizing dye is dissolved at a concentration of 1 mM or more.

(A) 질소 함유 용매로서는, 예를 들어 N,N-디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드계, 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴계를 들 수 있다. 이들 질소 함유 용매의 1종 또는 2종 이상이 사용된다.Examples of the nitrogen-containing solvent (A) include amides such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone, nitriles such as acetonitrile and propionitrile . One or two or more of these nitrogen-containing solvents are used.

(B) 알코올계 용매로서는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, t-부탄올 등의 탄소수 1 내지 12의 포화 혹은 불포화 알코올을 들 수 있다. 이들 알코올의 1종 또는 2종 이상이 사용된다.Examples of the alcoholic solvent (B) include saturated or unsaturated alcohols having 1 to 12 carbon atoms such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol and t-butanol. One or more of these alcohols are used.

(C) 황 함유 용매로서는, 디메틸술폭시드(DMSO) 등의 술폭시드계, 술포란 등의 술폰계를 들 수 있다. 이들 황 함유 용매의 1종 또는 2종 이상이 사용된다. (C) 황 함유 용매의 비점은 300℃ 이하가 바람직하고, 200℃ 이하가 더 바람직하다.Examples of the sulfur-containing solvent (C) include sulfoxides such as dimethyl sulfoxide (DMSO) and sulfone such as sulfolane. One or two or more of these sulfur-containing solvents are used. The boiling point of the sulfur-containing solvent (C) is preferably 300 占 폚 or lower, more preferably 200 占 폚 or lower.

상기 A, B, C의 바람직한 조합으로서는, 예를 들어 아세토니트릴과 t-부탄올과 DMSO; 아세토니트릴과 2-프로판올과 DMSO; N,N-디메틸아세트아미드와 t-부탄올과 DMSO; N-메틸피롤리돈과 t-부탄올과 DMSO; 등을 들 수 있다.Preferred combinations of A, B and C above include, for example, acetonitrile, t-butanol and DMSO; Acetonitrile and 2-propanol and DMSO; N, N-dimethylacetamide, t-butanol and DMSO; N-methylpyrrolidone and t-butanol and DMSO; And the like.

본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 첨가해도 되는 용매로서는, 예를 들어 펜탄, 헥산, 옥탄 등의 탄화수소계, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족계, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르 등의 에테르계, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르계, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤계, 트리에틸아민, 트리부틸아민 등의 아민계, 아세트산, 프로피온산 등의 카르복실산계, 염화메틸렌, 클로로포름 등의 할로겐계, 테트라히드로푸란, 피리딘 등의 헤테로환계 등을 들 수 있다. 이들 첨가 용매 중 1종 또는 2종 이상이 사용되어도 된다. 이들 첨가 용매의 첨가량 합계는, 혼합 용매 100 부피% 중, 10 부피% 미만이 바람직하다.Examples of the solvent which may be added within the range not impairing the effect of the present invention include hydrocarbon such as pentane, hexane and octane, aromatic type such as benzene, toluene and xylene, diethyl ether, methyl-t- Such as acetone, methyl ethyl ketone and the like, amine type, such as triethylamine and tributylamine, carboxylic acids such as acetic acid and propionic acid, methylene chloride, chloroform and the like Halogen-based, tetrahydrofuran, and heterocyclic systems such as pyridine. One or more of these addition solvents may be used. The total amount of these addition solvents to be added is preferably less than 10% by volume in 100% by volume of the mixed solvent.

본 발명의 실시 형태의 바람직한 증감 색소 염색액의 일례로서는, 아미드계 용매 및 니트릴계 용매 중 적어도 하나와, 탄소수 1 내지 12의 알코올과, 술폭시드계 용매 및 술폰계 용매 중 적어도 하나에 의해 구성된 혼합 용매 및 1mM 이상의 농도로 용해된 금속 착체계의 증감 색소를 갖는 것을 들 수 있다.As an example of a preferable colorimetric / increasing dye solution of the embodiment of the present invention, a mixed solution comprising at least one of an amide solvent and a nitrile solvent, an alcohol having 1 to 12 carbon atoms and at least one of a sulfoxide solvent and a sulfone solvent Solvent and a sensitizing dye of a metal complex system dissolved at a concentration of 1 mM or more.

본 발명의 제1 실시 형태의 바람직한 증감 색소 염색액으로서는, 아세토니트릴, t-부탄올 및 DMSO에 의해 구성된 혼합 용매와, 1mM 이상의 농도로 용해된 금속 착체계의 증감 색소를 갖는 것을 들 수 있다.Preferred examples of the enhancement dye coloring solution of the first embodiment of the present invention include mixed solvents composed of acetonitrile, t-butanol and DMSO, and those having a sensitizing dye of a metal complex system dissolved at a concentration of 1 mM or more.

본 실시 형태의 증감 색소 염색액에서, 상기 혼합 용매를 구성하는 아세토니트릴, t-부탄올 및 DMSO의 함유량의 합계는 100 부피%이며, 해당 혼합 용매는 상기 3종의 용매만으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 단, 본 발명의 취지를 손상시키지 않는 한, 본 실시 형태의 증감 색소 염색액에는 상기 혼합 용매 이외의 용매를 보조적인 임의 성분으로서 함유하고 있어도 상관없다.In the color enhancing dye solution of the present embodiment, the total content of acetonitrile, t-butanol and DMSO constituting the mixed solvent is 100% by volume, and the mixed solvent is preferably composed of only the above three solvents . However, the sensitizing dyes of the present embodiment may contain a solvent other than the mixed solvent as an auxiliary optional ingredient, so long as the effect of the present invention is not impaired.

상기 혼합 용매 100 부피% 중, (A) 질소 함유 용매의 함유량이 20 내지 75 부피%이며, (B) 알코올계 용매의 함유량이 20 내지 75 부피%, (C) 황 함유 용매의 함유량이 1 내지 60 부피%인 것이 바람직하다.(A) the content of the nitrogen-containing solvent is 20 to 75% by volume, (B) the content of the alcoholic solvent is 20 to 75% by volume, (C) the content of the sulfur- And preferably 60 vol.%.

상기 혼합 용매 100 부피% 중, (A) 질소 함유 용매의 함유량이 30 내지 65 부피%이며, (B) 알코올계 용매의 함유량이 30 내지 65 부피%, (C) 황 함유 용매의 함유량이 5 내지 30 부피%인 것이 더 바람직하다.(A) the content of the nitrogen-containing solvent is 30 to 65% by volume, (B) the content of the alcoholic solvent is 30 to 65% by volume, (C) the content of the sulfur-containing solvent is 5 to 100% by volume, More preferably 30% by volume.

상기 혼합 용매 100 부피% 중, (A) 질소 함유 용매의 함유량이 40 내지 55 부피%이며, (B) 알코올계 용매의 함유량이 40 내지 55 부피%, (C) 황 함유 용매의 함유량이 5 내지 20 부피%인 것이 더욱 바람직하다.(A) the content of the nitrogen-containing solvent is 40 to 55% by volume, (B) the content of the alcoholic solvent is 40 to 55% by volume, (C) the content of the sulfur-containing solvent is 5 to 100% by volume, More preferably 20% by volume.

각 용매의 함유량이 상기의 바람직한 범위이면, 1mM 이상의 농도로 증감 색소를 확실하게 용해하여, 염색 공정에 있어서 증감 색소가 염색액 중에 석출하거나 침전하거나 하는 것을 억제할 수 있다.When the content of each solvent is within the above preferable range, it is possible to reliably dissolve the sensitizing dye in a concentration of 1 mM or more, and to prevent the sensitizing dye from precipitating or precipitating in the dyeing solution in the dyeing step.

상기 혼합 용매를 구성하는 (A) 질소 함유 용매와 (B) 알코올계 용매의 혼합비(부피 기준)는, 6:1 내지 1:6이 바람직하고, 4:1 내지 1:4가 더 바람직하고, 2:1 내지 1:2가 더욱 바람직하다.The mixing ratio (by volume) of the nitrogen-containing solvent and the alcohol-based solvent constituting the mixed solvent is preferably 6: 1 to 1: 6, more preferably 4: 1 to 1: 4, More preferably from 2: 1 to 1: 2.

상기의 바람직한 혼합비이면, 1mM 이상의 농도로 증감 색소를 확실하게 용해하여, 염색 공정에 있어서 증감 색소가 염색액 중에 석출하거나 침전하거나 하는 것을 억제할 수 있다.With the above preferable mixing ratio, it is possible to reliably dissolve the sensitizing dye in a concentration of 1 mM or more, and to prevent the sensitizing dye from precipitating or precipitating in the dyeing solution in the dyeing step.

상기 혼합 용매를 구성하는 (A) 질소 함유 용매와 (C) 황 함유 용매의 혼합비(부피 기준)는, 10:1 내지 1:1이 바람직하고, 8:1 내지 2:1이 더 바람직하고, 6:1 내지 3:1이 더욱 바람직하다.The mixing ratio (by volume) of the nitrogen-containing solvent and the sulfur-containing solvent constituting the mixed solvent is preferably 10: 1 to 1: 1, more preferably 8: 1 to 2: 1, More preferably from 6: 1 to 3: 1.

상기의 바람직한 혼합비이면, 1mM 이상의 농도로 증감 색소를 확실하게 용해하여, 염색 공정에 있어서 증감 색소가 염색액 중에 석출하거나 침전하거나 하는 것을 억제할 수 있다.With the above preferable mixing ratio, it is possible to reliably dissolve the sensitizing dye in a concentration of 1 mM or more, and to prevent the sensitizing dye from precipitating or precipitating in the dyeing solution in the dyeing step.

상기 혼합 용매를 구성하는 (B) 알코올계 용매와 (C) 황 함유 용매의 혼합비(부피 기준)는, 10:1 내지 1:1이 바람직하고, 8:1 내지 2:1이 더 바람직하고, 6:1 내지 3:1이 더욱 바람직하다.The mixing ratio (by volume) of the alcohol solvent (B) and the sulfur-containing solvent (B) constituting the mixed solvent is preferably 10: 1 to 1: 1, more preferably 8: 1 to 2: More preferably from 6: 1 to 3: 1.

상기의 바람직한 혼합비이면, 1mM 이상의 농도로 증감 색소를 확실하게 용해하여, 염색 공정에 있어서 증감 색소가 염색액 중에 석출하거나 침전하거나 하는 것을 억제할 수 있다.With the above preferable mixing ratio, it is possible to reliably dissolve the sensitizing dye in a concentration of 1 mM or more, and to prevent the sensitizing dye from precipitating or precipitating in the dyeing solution in the dyeing step.

본 실시 형태의 증감 색소 염색액에 용해되는 금속 착체계의 증감 색소의 농도는, 1mM 이상이며, 2 내지 20mM이 바람직하고, 3 내지 16mM이 더 바람직하고, 4 내지 12mM이 더욱 바람직하고, 5 내지 10mM이 특히 바람직하고, 6 내지 10mM이 가장 바람직하다.The concentration of the enhancer dye of the metal complex system dissolved in the sensitizing dye solution of the present embodiment is preferably 1 mM or more, more preferably 2 to 20 mM, still more preferably 3 to 16 mM, still more preferably 4 to 12 mM, Most preferably 10 mM, most preferably 6 to 10 mM.

1mM 이상 혹은 상기 적합한 농도 범위이면, 종래의 일반적인 염색 시간(예를 들어 8시간 이상)보다도 단시간에 염색할 수 있다. 증감 색소 농도가 높아질수록, 염색 효율이 향상되어, 보다 단시간에 염색을 완료할 수 있는 경향이 있다. 단, 20mM을 초과하는 농도이면 염색액의 점도가 높아지므로, 염색 시간을 단축하는 효과가 한계점에 도달하거나, 반대로 염색 효율이 떨어지거나 하는 경우도 있다.When the concentration is in the range of 1 mM or more or in the above-mentioned appropriate range, the dyeing can be performed in a shorter time than the conventional dyeing time (for example, 8 hours or more). As the increase / decrease dye concentration increases, the dyeing efficiency improves, and dyeing tends to be completed in a shorter time. However, when the concentration exceeds 20 mM, the viscosity of the dyeing solution becomes high, so that the effect of shortening the dyeing time may reach the limit, or the dyeing efficiency may be lowered inversely.

색소 증감 태양 전지에서 사용되는 증감 색소로서의 금속 착체는, 태양광의 특정의 파장대를 흡수해 여기 상태가 되는 화합물이다. 그의 금속 착체를 구성하는 금속으로서, 예를 들어 루테늄, 오스뮴, 철, 백금, 코발트, 아연, 마그네슘, 구리, 레늄, 또는 크롬 등의 전이 금속을 들 수 있다. 상기 화합물의 금속 착체 구조가 금속에 배위하는 질소 함유 방향환을 갖는 경우, 해당 환으로서, 예를 들어 피리딘, 페난트롤린, 퀴놀린 등의 질소 함유 방향환을 들 수 있다.A metal complex as a sensitizing dye used in a dye-sensitized solar cell is a compound which absorbs a specific wavelength band of sunlight to become an excited state. Examples of the metal constituting the metal complex include transition metals such as ruthenium, osmium, iron, platinum, cobalt, zinc, magnesium, copper, rhenium or chromium. When the metal complex structure of the compound has a nitrogen-containing aromatic ring coordinated to the metal, examples of the ring include a nitrogen-containing aromatic ring such as pyridine, phenanthroline, quinoline, and the like.

본 실시 형태의 증감 색소 염색액에 용해되는 증감 색소의 종류는 특별히 한정되지 않고 공지의 증감 색소를 적용할 수 있다. 상기 증감 색소의 종류는 1종일 수도 있고 2종 이상일 수도 있다. 2종 이상의 증감 색소를 용해하는 경우에는, 합계의 농도가 1mM 이상일 수 있다. 상기 증감 색소로서는, 예를 들어 상기 금속을 배위한 금속 착체계 증감 색소가 바람직하고, 상기 금속에 배위하는 상기 질소 함유 방향환 중 어느 하나 이상을 갖는 금속 착체계 증감 색소가 더 바람직하다. 또한, 상기 증감 색소는, 반도체 막의 표면에 결합하는 관능기로서, 카르복실기, 술포닐기, 또는 포스포닐기를 하나 이상 갖는 것이 바람직하다.The kinds of the sensitizing dyes dissolved in the sensitizing dyes of the present embodiment are not particularly limited, and known sensitizing dyes can be used. The types of the sensitizing dyes may be one kind or two or more kinds. When two or more kinds of sensitizing dyes are dissolved, the total concentration may be 1 mM or more. As the sensitizing dye, for example, a metal complex system sensitizing dye for embedding the metal is preferable, and a metal complex dye sensitizing dye having any one or more of the nitrogen containing aromatic rings coordinated to the metal is more preferable. It is preferable that the sensitizing dye has at least one of a carboxyl group, a sulfonyl group, and a phosphonyl group as a functional group bonding to the surface of the semiconductor film.

바람직한 금속 착체계의 증감 색소의 일례를 이하에 열거한다.Examples of preferred metal complex dye sensitizing pigments are listed below.

<루테늄-피리딘계 착체>&Lt; Ruthenium-pyridine type complex >

시스-디티오시아노 비스(4,4'-디카르복시-2,2'-비피리딘)루테늄)[cis-dithiocyano bis(4,4'-dicarboxy-2,2'-bipyridine)ruthenium];Ru(dcbpy)2(NCS)2;통칭:N3,Cis-dithiocyano bis (4, 4'-dicarboxy-2,2'-bipyridine) ruthenium]; cis-dithiocyano bis (4,4'- dcbpy) 2 (NCS) 2; generic name: N3,

Ru(tctpy)2(NCS)3;통칭:N714,Ru (tctpy) 2 (NCS) 3, generic name: N714,

Ru(dmipy)(dcbpyH)I,Ru (dmipy) (dcbpyH) I,

Ru(dcphenTBA(H))2(NCS)2,Ru (dcphenTBA (H)) 2 (NCS) 2,

cis-Ru(dcbiqH)2(NCS)2(TBA)2cis-Ru (dcbiqH) 2 (NCS) 2 (TBA) 2

<오스뮴-피리딘계 착체>&Lt; Osmium-pyridine-based complex >

시스-디티오시아노 비스(4,4'-디카르복시-2,2'-비피리딘)오스뮴[cis-dithiocyano bis(4,4'-dicarboxy-2,2'-bipyridine)osmium];Os(dcbpy)2(NCS)2Cis-dithiocyano bis (4,4'-dicarboxy-2,2'-bipyridine) osmium] Os (dcbpy ) 2 (NCS) 2

<철-피리딘계 착체>&Lt; Iron-pyridine complex >

시스-디티오시아노 비스(4,4'-디카르복시-2,2'-비피리딘)철[cis-dithiocyano bis(4,4'-dicarboxy-2,2'-bipyridine)iron];Fe(dcbpy)2(NCS)2Cis-dithiocyano bis (4,4'-dicarboxy-2,2'-bipyridine) iron]; Fe (dcbpy ) 2 (NCS) 2

<구리-페난트롤린계 착체>&Lt; Copper-phenanthroline complex >

비스(2,9-di(4-카르복시)디페닐-1,10-페난트롤린)구리[bis(2,9-di(4-carboxy)diphenyl-1,10-phenanthroline)copper]Bis (2,9-di (4-carboxy) diphenyl-1,10-phenanthroline) copper]

<백금-퀴녹살린계 착체>&Lt; Platinum-quinoxaline complex >

Pt(dcbpy)2(L)2[L:퀴녹살린(quinoxaline)-2,3-디티오레이트(dithiolate)]Pt (dcbpy) 2 (L) 2 [L: quinoxaline -2,3-dithiolate]

<레늄-피리딘계 착체>&Lt; Rhenium-pyridine-based complex &

Re(bpy)(CO)3(ina)Re (bpy) (CO) 3 (ina)

본 실시 형태의 증감 색소 염색액은, 본 발명의 취지를 손상시키지 않는 한, 전술한 혼합 용매 및 증감 색소 이외의 임의 성분을 포함하고 있을 수도 있다.The dye sensitizing dye of the present embodiment may contain any component other than the above-mentioned mixed solvent and the sensitizing dye, so long as the effect of the present invention is not impaired.

《광 전극의 제조 방법》&Quot; Method of manufacturing photoelectrode &quot;

본 발명의 제2 실시 형태의 광 전극의 제조 방법은, 기재 위에 형성된 반도체 막에 대하여, 전술한 제1 실시 형태의 증감 색소 염색액을 접촉시킴으로써, 상기 반도체 막을 증감 색소로 염색하는 공정을 갖는다. 본 실시 형태의 제조 방법은, 이 염색 공정 이외의 공정을 갖고 있을 수도 있다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 있어서 「반도체 막」과 「반도체층」의 용어는 동의이며, 구별하지 않는다.The method of manufacturing a photoelectrode according to the second embodiment of the present invention has a step of dyeing the semiconductor film with a sensitizing dye by contacting the semiconductor film formed on the substrate with the sensitizing dye solution of the first embodiment described above. The manufacturing method of the present embodiment may have a step other than this dyeing step. In this specification and claims, the terms "semiconductor film" and "semiconductor layer" are synonymous and not distinguished.

상기 증감 색소 염색액을 사용하여 염색하는 반도체 막으로서는, 종래의 색소 증감 태양 전지에 사용되는 반도체 막이 적용 가능하다. 예를 들어, 평균 입경이 1㎜ 이하이고, 밴드 갭간의 천이가 발생하는 반도체 입자가, 서로 접합한 다공질의 반도체 막을 들 수 있다. 상기 반도체 막을 구성하는 반도체의 종류로서는, 예를 들어 TiO2, TiSrO3, BaTiO3, Nb2O5, MgO, ZnO, WO3, Bi2O3, CdS, CdSe, CdTe, In2O3, SnO2 등을 들 수 있다. 이들 반도체는, 색소 흡착이 양호해서, 증감 색소를 담지한 광 전극으로서 양호하게 기능하기 때문에 바람직하다. 증감 색소를 불가역적으로 결합시키는 관점에서, 표면에 수산기(-OH)를 갖는 산화티타늄, 산화아연, 티탄산스트론튬, 산화 제2 주석 등의 금속 산화물 반도체가 바람직하다.As the semiconductor film to be dyed by using the above-described increase / decrease coloring solution, a semiconductor film used in a conventional dye-sensitized solar cell can be applied. For example, a porous semiconductor film in which semiconductor grains having an average particle diameter of 1 mm or less and in which transition occurs between band gaps are bonded to each other. As the kind of the semiconductor constituting the semiconductor film, for example, TiO 2 , TiSrO 3 , BaTiO 3 , Nb 2 O 5 , MgO, ZnO, WO 3 , Bi 2 O 3 , CdS, CdSe, CdTe, In 2 O 3 , SnO 2 , and the like. These semiconductors are preferable because they have good dye adsorption and function well as photoelectrodes carrying a sensitizing dye. From the viewpoint of irreversibly bonding the sensitizing dye, a metal oxide semiconductor such as titanium oxide, zinc oxide, strontium titanate, or stannic oxide having a hydroxyl group (-OH) on its surface is preferable.

본 실시 형태에서의 반도체 막은 다공질막일 수도 있고, 치밀막(비다공질막) 일 수도 있지만, 색소 결합량을 증가시키는 관점에서, 통상은 다공질막인 것이 바람직하다.The semiconductor film in the present embodiment may be a porous film or a dense film (non-porous film), but it is usually preferable to be a porous film from the viewpoint of increasing the dye binding amount.

상기 반도체 막이 다공질막인 경우, 그의 공극률(공공률, 세공율 또는 다공도라 불리는 경우도 있음)은, 50% 이상이 바람직하고, 50 내지 85%가 더 바람직하고, 50 내지 75%가 더욱 바람직하고, 50 내지 65%가 특히 바람직하다.When the semiconductor film is a porous film, the porosity (sometimes referred to as porosity, porosity or porosity) of the porous film is preferably 50% or more, more preferably 50 to 85%, further preferably 50 to 75% , And particularly preferably from 50 to 65%.

상기 범위의 하한값 이상이면 증감 색소를 보다 많이 담지할 수 있다. 상기 범위의 상한값 이하에서는 다공질막의 강도를 보다 강고하게 할 수 있다.If it is not less than the lower limit of the above range, the sensitizing dye can be supported more. Below the upper limit of the above range, the strength of the porous film can be made stronger.

본 실시 형태에서의 반도체 막의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 0.1㎛ 내지 100㎛ 정도의 두께를 들 수 있다.The thickness of the semiconductor film in the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, about 0.1 to 100 m.

반도체 막에 증감 색소 염색액을 접촉시키는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 반도체 막이 표면에 형성된 기재를 증감 색소 염색액에 침지하는 방법이나, 반도체 막에 증감 색소 염색액을 분무하는 방법, 등을 들 수 있다. 염색 효율을 높이는 관점에서 상기의 침지하는 방법이 바람직하다. 상기 접촉의 시간(염색 시간)은, 반도체 막의 두께에 따라 상이하지만, 종래보다도 짧은 시간으로 충분히 염색하는 것이 가능해서, 예를 들어 1시간 미만의 접촉 시간으로 반도체 막의 내부까지 충분히 염색할 수 있다. 상기 염색 시간은 수분(예를 들어 5분 정도) 내지 수십분(예를 들어 20분 정도)으로 까지 단축할 수 있는 경우가 있다.There is no particular limitation on the method of bringing the dye sensitizing dye into contact with the semiconductor film. For example, there are a method of immersing a substrate in which a semiconductor film is formed on a surface thereof in a dye sensitizing dye solution, a method of spraying a dye sensitizing dye in a semiconductor film . From the viewpoint of enhancing the dyeing efficiency, the above-mentioned immersion method is preferable. The time of the contact (dyeing time) varies depending on the thickness of the semiconductor film, but it can be sufficiently dyed in a shorter time than in the prior art. For example, the inside of the semiconductor film can be sufficiently dyed with a contact time of less than one hour. The dyeing time may be shortened to several minutes (for example, about 5 minutes) to several tens of minutes (for example, about 20 minutes).

염색 온도, 즉 증감 색소 염색액의 온도는 특별히 한정되지 않고 예를 들어 4℃ 내지 40℃의 범위로 행할 수 있다. 상기 범위에 있어서의 저온이면, 상기 혼합 용매의 증발을 억제할 수 있다. 상기 범위에 있어서의 고온이면, 증감 색소의 확산 효율이 높아지고, 염색 시간을 보다 단축할 수 있는 경우가 있다.The dyeing temperature, that is, the temperature of the increasing and decreasing dyeing solution is not particularly limited and may be, for example, in the range of 4 ° C to 40 ° C. When the temperature is low in the above range, evaporation of the mixed solvent can be suppressed. When the temperature is in the above range, the diffusion efficiency of the sensitizing dye increases, and the dyeing time can be shortened in some cases.

반도체 막의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 금속 산화물 입자 및 결합제 수지를 포함하는 페이스트를 기재에 도포하고, 더 소성함으로써, 금속 산화물 입자가 소결하여 이루어지는 다공질의 금속 산화물 반도체 막이 얻어진다. 혹은, 에어로졸 디포지션법(AD법)에 의해 산화물 입자를 기재에 분사함으로써, 기재 위에서 산화물 입자끼리가 접합하여 이루어지는 다공질의 산화물 반도체 막이 얻어진다. 공지 방법에 의해 얻어진 반도체 막에 대하여 본 발명에 따른 증감 색소 염색액을 사용하여 염색할 수 있다.The method for forming the semiconductor film is not particularly limited, and for example, a porous metal oxide semiconductor film obtained by sintering metal oxide particles can be obtained by applying a paste containing metal oxide particles and a binder resin to a substrate and further baking. Alternatively, by spraying oxide particles onto a substrate by an aerosol deposition method (AD method), a porous oxide semiconductor film in which oxide particles are bonded to each other on a substrate can be obtained. The semiconductor film obtained by the known method can be dyed using the dye sensitizing dye according to the present invention.

반도체 막을 지지하는 상기 기재의 종류는 특별히 제한되지 않고, 종래의 색소 증감 태양 전지에서 사용되는 투명한 기재가 바람직하고, 예를 들어 유리 기판, 투명 수지 기판, 투명 수지 필름 등을 들 수 있다. 투명 수지 필름을 사용하는 경우, 장척의 투명 수지 필름을 롤로부터 권출하여 사용하는, 소위 롤 투 롤 방식으로 색소 증감 태양 전지의 광 전극을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 장척의 PET 필름을 롤로부터 권출하고, AD법에 의해 소정 두께의 산화물 반도체 막을 형성하고, 또한 해당 PET 필름을 본 발명에 따른 증감 색소 염색액에 침지하여, 소정 시간 경과 후, 필요에 따라 적당한 세정액으로 일시적으로 부착된 증감 색소를 세정하고, 또한 해당 PET 필름을 건조시킴으로써, PET 필름 위에 증감 색소가 결합한 산화물 반도체 막을 갖는 광 전극을 얻을 수 있다.The type of the substrate for supporting the semiconductor film is not particularly limited and a transparent substrate used in a conventional dye-sensitized solar cell is preferable, and examples thereof include a glass substrate, a transparent resin substrate, and a transparent resin film. In the case of using a transparent resin film, the photoelectrode of the dye-sensitized solar cell can be produced in a so-called roll-to-roll system using a long transparent resin film wound from a roll. Specifically, for example, a long PET film is taken out from a roll, an oxide semiconductor film of a predetermined thickness is formed by the AD method, the PET film is dipped in the dye sensitizing dye according to the present invention, After that, if necessary, the sensitizing dye temporarily adhered to the PET film is cleaned with an appropriate cleaning liquid, and the PET film is dried to obtain a photoelectrode having an oxide semiconductor film having a sensitizing dye bonded to the PET film.

반도체 막을 형성할 기재 표면에는 미리 투명 도전층이 형성되어 있을 수도있다. 광 전극과 별도 준비한 대향 전극의 사이에 전해질을 배치하고, 전해질이 누출하지 않도록 밀봉함으로써 필름형의 색소 증감 태양 전지가 얻어진다.A transparent conductive layer may be formed in advance on the surface of the substrate on which the semiconductor film is to be formed. A film type dye-sensitized solar cell is obtained by disposing an electrolyte between the photoelectrode and the counter electrode separately prepared and sealing the electrolyte so as not to leak.

투명 수지 필름의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 10㎛ 내지 1000㎛를 들 수 있다. 상기 범위의 하한값 이상이면 필름 강도가 우수하고, 상기 범위의 상한값 이하에서는 경량성이 우수하다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 있어서 「필름」과 「시트」의 용어는 동의이며, 구별하지 않는다.The thickness of the transparent resin film is not particularly limited, and may be 10 탆 to 1000 탆, for example. When the lower limit of the above range is more than the lower limit, the film strength is excellent. When the lower limit is above the upper limit, the lightness is excellent. In the present specification and claims, the terms "film" and "sheet" are synonymous and not to be distinguished.

투명 수지 필름 및 투명 수지 기판을 구성하는 수지 재료는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 폴리아크릴, 폴리카르보네이트, PET나 PEN 등의 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드 등을 들 수 있다.The transparent resin film and the resin material constituting the transparent resin substrate are not particularly limited and examples thereof include polyacryl, polycarbonate, polyester such as PET and PEN, polyimide, polystyrene, polyvinyl chloride, polyamide and the like .

실시예Example

다음에, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 이하, 필요에 따라 질소 분위기 하에서 조작했다.EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Hereinafter, it was operated in a nitrogen atmosphere if necessary.

[실시예 1][Example 1]

아세토니트릴:t-부탄올:DMSO=4.5:4.5:1(부피비)로 혼합한 혼합 용매에, 증감 색소 N719(2,2'-비피리딜-4,4'-디카르복실산 TBA)[(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylic acid TBA)]를 6mM 농도로 용해한 증감 색소 염색액을 제조했다.(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylic acid TBA) [((2, 2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylic acid TBA)] was added to a mixed solvent prepared by mixing acetonitrile, t-butanol and DMSO at a ratio of 4.5: 2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylic acid TBA) was dissolved at a concentration of 6 mM to prepare a sensitizing dye staining solution.

이어서, FTO막이 표면에 성막된 유리 기판의 위에 티타니아 입자를 포함하는 페이스트를 도공하고, 150℃의 소성에 의해 9 내지 10㎛의 두께를 갖는 다공질의 산화티타늄 막을 형성했다. 산화티타늄 막을 구성하는 티타니아 입자로서, SOLARONIX사의 Ti-Nanoxide T/SP를 사용했다.Then, a paste containing titania particles was coated on the glass substrate having the FTO film formed on its surface, and a porous titanium oxide film having a thickness of 9 to 10 탆 was formed by firing at 150 캜. Ti-Nanoxide T / SP manufactured by SOLARONIX Co., Ltd. was used as the titania particles constituting the titanium oxide film.

다공질 산화티타늄 막을 구비한 기판을 상기에서 제조한 증감 색소 염색액 중에 침지하고, 25℃, 질소 분위기 하에서 염색했다. 산화티타늄 막에 흡착된 색소의 양을 흡광도계로 확인하고, 흡착량이 한계점에 도달될 때까지 염색했다. 그 결과, 6분의 침지 시간에서 흡착량이 한계점이 되어, 충분한 양의 N719가 흡착된 광 전극이 얻어졌다. 광 전극의 작용 면적은 0.16㎠였다.The substrate provided with the porous titanium oxide film was immersed in the dye sensitizing dye solution prepared above and dyed at 25 캜 in a nitrogen atmosphere. The amount of the dye adsorbed on the titanium oxide film was confirmed by an absorbance meter, and the dye was stained until the adsorption amount reached the limit. As a result, the adsorption amount became a critical point in the soaking time of 6 minutes, and a sufficient amount of N719 adsorbed photo-electrode was obtained. The working area of the photoelectrode was 0.16 cm 2.

[비교예 1][Comparative Example 1]

아세토니트릴:t-부탄올=1:1(부피비)로 혼합한 혼합 용매에, 증감 색소 N719를 0.3mM 농도로 용해한 염색액을 제조했다.And a mixture of acetonitrile and t-butanol in a volume ratio of 1: 1 (volume ratio), to obtain a dyeing solution in which a sensitizing dye N719 was dissolved at a concentration of 0.3 mM.

상기의 염색액을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 광 전극을 제작했다. 단, 염색액에 침지한 다공질 산화티타늄 막에 충분히 색소를 흡착시켜, 그의 흡착량이 한계점에 도달되기 위하여, 8시간의 염색 시간을 요했다.A photo electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the dyeing solution was used. However, the pigment was sufficiently adsorbed on the porous titanium oxide film immersed in the dyeing solution, and a dyeing time of 8 hours was required so that the adsorption amount thereof reached the limit.

[비교예 2][Comparative Example 2]

아세토니트릴:t-부탄올:DMF(N,N-디메틸포름아미드(dimethylformamide))=4.5:4.5:1(부피비)로 혼합한 혼합 용매에, 증감 색소 N719를 10mM 농도로 용해한 염색액을 제조했다.A sensitizing dye N719 at a concentration of 10 mM was dissolved in a mixed solvent of acetonitrile: t-butanol: DMF (N, N-dimethylformamide) = 4.5: 4.5: 1 (volume ratio).

상기의 염색액을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 광 전극을 제작했다. 사용한 염색액의 색소 농도는 10mM이라는 비교적 고농도였기 때문에, 약 8분이라는 단시간의 염색으로, 색소의 흡착량이 한계점에 도달하였다.A photo electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the dyeing solution was used. Since the dye concentration of the dyeing solution used was a relatively high concentration of 10 mM, the amount of adsorption of the dye reached a critical point with a short dyeing time of about 8 minutes.

<전해액의 제조><Preparation of electrolytic solution>

아세토니트릴 용매에 요오드, 염기성 첨가제, 요오드화염물을 각각 적당량 배합하고, 통상의 방법에 의해 제조했다.An appropriate amount of iodine, a basic additive, and an iodine salt were added to an acetonitrile solvent, respectively, and these were prepared by a conventional method.

<색소 증감 태양 전지의 제작><Fabrication of dye-sensitized solar cell>

각 시험예에서 제작한 광 전극과, 대향 전극으로서의 Pt박을 대향시켜, 양쪽 전극간에 프레임형의 하이밀란(등록 상표)제 세퍼레이터(두께 30㎛)를 배치하여 밀봉된 셀 내에, 상기의 전해액을 주입하여, 색소 증감 태양 전지를 제작했다. 이 때, 대향 전극의 기판에 미리 비워 둔 주입 구멍으로부터 전해액을 주입하고, 주입 구멍을 밀봉했다.A frame-type Hi-Milan (registered trademark) separator (thickness: 30 mu m) was placed between the both electrodes and the photoelectrode fabricated in each test example was opposed to the Pt foil as a counter electrode. To prepare a dye-sensitized solar cell. At this time, the electrolytic solution was injected into the substrate of the counter electrode through the injection hole previously vacated, and the injection hole was sealed.

<색소 증감 태양 전지의 평가>&Lt; Evaluation of dye-sensitized solar cell &

솔라 시뮬레이터를 사용하여 AM 1.5의 조건으로 의사 태양광을 조사하고, 상기에서 제작한 각 시험예의 색소 증감 태양 전지의 광전 변환 효율(발전 성능)을 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.Photovoltaic conversion efficiency (power generation performance) of the dye-sensitized solar cell in each of the test examples prepared above was measured using a solar simulator under the condition of AM 1.5. The results are shown in Table 1.

Figure pct00001
Figure pct00001

이상의 결과로부터, 본 발명에 따른 실시예 1의 증감 색소 염색액을 구성하는 혼합 용매는, 루테늄 착체계 색소 N719를 6mM이라는 고농도로 용해 가능한 것, 실시예 1의 증감 색소 염색액으로 다공질 산화티타늄 막을 단시간에 염색할 수 있는 것, 얻어진 광 전극의 광전 변환 효율이 종래와 동등하게 우수한 것이 확인되었다.From the above results, it can be concluded that the mixed solvent constituting the sensitizing dye solution of Example 1 according to the present invention can dissolve the ruthenium complex-system dye N719 at a high concentration of 6 mM, a porous titanium oxide film as the sensitizing dye solution of Example 1 It was confirmed that the dye could be dyed in a short time and that the photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectrode was equal to that of the conventional one.

한편, 비교예 1의 염색액을 구성하는 용매는, N719를 고농도로 용해할 수 없기 때문에, 저농도의 염색액으로서 사용하지 않을 수 없고, 그 결과, 장시간의 염색 공정을 요했다.On the other hand, since the solvent constituting the dyeing solution of Comparative Example 1 can not dissolve N719 at a high concentration, it has to be used as a low-concentration dyeing solution, and as a result, a long-time dyeing step is required.

또한, 비교예 2의 염색액을 구성하는 용매는 DMF를 첨가제로서 함유하고 있기 때문에, N719를 10mM이라는 고농도로 용해 가능하고, 비교예 2의 염색액으로 다공질 산화티타늄 막을 단시간에 염색할 수 있었다. 그러나, 광전 변환 효율이 낮았다.Further, since the solvent constituting the dyeing solution of Comparative Example 2 contains DMF as an additive, N719 can be dissolved at a high concentration of 10 mM, and the porous titanium oxide film can be dyed in a short time with the dyeing solution of Comparative Example 2. However, the photoelectric conversion efficiency was low.

이상에서 설명한 각 실시 형태에서의 각 구성 및 그들의 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 외의 변경이 가능하다. 또한, 본 발명은 각 실시 형태에 의해 한정되지 않고, 청구항(클레임)의 범위에 의해서만 한정된다.The configurations and combinations of the above-described embodiments are merely examples, and additions, omissions, substitutions, and other modifications are possible without departing from the scope of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments, but is limited only by the scope of claims (claims).

본 발명은 색소 증감 태양 전지의 분야에서 널리 이용 가능하다.The present invention is widely available in the field of dye-sensitized solar cells.

Claims (9)

혼합 용매와 증감 색소를 갖는 증감 색소 염색액이며,
상기 혼합 용매는, (A) 질소 함유 용매, (B) 알코올계 용매 및 (C) 황 함유 용매를 포함하고, 상기 증감 색소가 1mM 이상의 농도로 용해되어 있는 것을 특징으로 하는 증감 색소 염색액.
A sensitizing dye coloring liquid having a mixed solvent and a sensitizing dye,
Wherein the mixed solvent comprises (A) a nitrogen-containing solvent, (B) an alcohol-based solvent and (C) a sulfur-containing solvent, wherein the increase / decrease dye is dissolved at a concentration of 1 mM or more.
제1항에 있어서, (A) 질소 함유 용매가 아미드계 용매 및 니트릴계 용매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 용매를 포함하고, (B) 알코올계 용매가 탄소수 1 내지 12의 알코올이며, (C) 황 함유 용매가 술폭시드계 용매 및 술폰계 용매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 용매를 포함하는, 증감 색소 염색액.The positive resist composition according to claim 1, wherein (A) the nitrogen-containing solvent comprises at least one solvent selected from the group consisting of amide solvents and nitrile solvents, (B) the alcohol solvent is an alcohol having 1 to 12 carbon atoms, (C) the sulfur-containing solvent comprises at least one solvent selected from the group consisting of a sulfoxide-based solvent and a sulfone-based solvent. 제2항에 있어서, (A) 질소 함유 용매가 아세토니트릴이며, (B) 알코올계 용매가 t-부탄올이며, (C) 황 함유 용매가 디메틸술폭시드인, 증감 색소 염색액.The sensitizing dyeing liquid according to claim 2, wherein the (A) nitrogen-containing solvent is acetonitrile, (B) the alcoholic solvent is t-butanol, and (C) the sulfur-containing solvent is dimethylsulfoxide. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합 용매 중
(A) 질소 함유 용매의 함유량이 20 내지 75 부피%,
(B) 알코올계 용매의 함유량이 20 내지 75 부피%,
(C) 황 함유 용매의 함유량이 1 내지 60 부피%,
인, 증감 색소 염색액.
4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the mixed solvent
(A) the content of the nitrogen-containing solvent is 20 to 75% by volume,
(B) the content of the alcoholic solvent is 20 to 75% by volume,
(C) the content of the sulfur-containing solvent is 1 to 60% by volume,
Phosphorus coloring agent.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증감 색소가 루테늄을 포함하는, 증감 색소 염색액.5. The dye sensitizing dye according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensitizing dye comprises ruthenium. 기재 위에 형성된 반도체 막에 대하여 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 증감 색소 염색액을 접촉시킴으로써, 상기 반도체 막을 증감 색소로 염색하는 공정을 갖는, 광 전극의 제조 방법.A method of manufacturing a photoelectrode, comprising the step of dyeing the semiconductor film with an increasing dye by bringing the dye sensitizing dye described in any one of claims 1 to 5 into contact with the semiconductor film formed on the substrate. 제6항에 있어서, 상기 반도체 막이 표면에 형성된 기재를 상기 증감 색소 염색액에 침지하는, 광 전극의 제조 방법.7. The method of manufacturing a photoelectrode according to claim 6, wherein the substrate having the semiconductor film formed on its surface is immersed in the dye sensitizing dye. 제7항에 있어서, 상기 침지의 시간이 1시간 미만인, 광 전극의 제조 방법.The method according to claim 7, wherein the immersion time is less than 1 hour. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재가 롤로부터 권출된 장척의 수지 필름인, 광 전극의 제조 방법.The method of manufacturing a photoelectrode according to any one of claims 6 to 8, wherein the substrate is a long resin film wound from a roll.
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