WO2011049156A1 - 光電極材料及び光電池材料 - Google Patents

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信明 小松
朋子 伊藤
眞一郎 南條
裕己 永井
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    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/50—Processes
    • C25B1/55—Photoelectrolysis

Definitions

  • the present invention relates to a photoelectrode material.
  • a photocatalyst is used to advance a reaction that can not proceed unless very high energy is given, with a catalyst that generates an electronic excited state by light, with very low energy.
  • semiconductor catalysts such as titanium oxide, zinc oxide, cadmium sulfide and tungsten oxide, or metal complex catalysts such as ruthenium bipyridyl complex are known.
  • titanium oxide (TiO 2 ) is the most stable and shows little biotoxicity, so it is used as a photocatalyst for decomposition and removal of nitrogen oxides and organic substances in the atmosphere,
  • the only light that can be generated is ultraviolet light with a wavelength of 380 nm or less, and ultraviolet light in this wavelength range is only 4% of sunlight, so the utilization efficiency of sunlight, which is the most abundant light source, is at most 4%. At most 1%.
  • Typical examples of photocatalytic reaction of titanium oxide include reduction of O 2 (formation of H 2 O 2 ), oxidation of H 2 O (generation of O 2 ), reduction of Methylbiologen, reduction of N 2 , waste water treatment, photocatalytic There are Kolbe reaction (CH 3 COOH ⁇ CH 4 (gas) + CO 2 ) and the like.
  • titanium oxide has a photoelectrode ability to decompose water known as the Hyundai-Fujitsu effect and a photovoltaic ability to be used for a solar cell.
  • JP-A 2004-290748 (patent 4214221) and JP-A 2004-290747 (patent 4247780) disclose fused quartz treated with hydrohalic acid as a material having the same photocatalytic ability as titanium oxide. It is shown.
  • This photocatalyst functions as a photocatalyst in a wavelength region of 200 to 800 nm, which is wider than the photocatalyst using fused silica as a raw material disclosed in JP-A-2004-290748 and JP-A-2004-290747.
  • this SiH 3 radical is easily cleaved because the Si-Si bond with the Si of the next layer is very weak, and furthermore, the bonding electron is weakly attracted to the H side, and it is easily broken by H of the HF molecule. It is considered that H is easily exposed to the Si (111) surface by being easily substituted and in the form of SiH to be in an activated state.
  • the hydrogen fluoride-treated artificial quartz is separated from the liquid, washed with distilled water 2 to 5 times, and then air-dried to obtain a photocatalyst.
  • natural quartz consisting of the same crystalline silica is not activated by hydrogen fluoride. The reason has not been elucidated yet.
  • Photo electrodes and solar cells using titanium oxide have low efficiency because they can use only ultraviolet light having a wavelength of 380 nm or less, which contains only 4% of sunlight.
  • a dye-sensitized solar cell using a ruthenium complex dye is known as a Grezwell cell in order to expand the range of usable light to a visible light region longer in wavelength than ultraviolet light by using a dye.
  • the utilization efficiency of the Gretzell battery is theoretically 30%, in practice up to 10%.
  • This ruthenium complex dye material is not only expensive but also has a limited life because the dye decomposes after prolonged use.
  • Other dyes in particular various organic dyes, may also be used, but are also organic dyes and so have a limited lifetime.
  • the invention according to this application avoids the problems of the photoelectrode and the solar cell using titanium oxide, and is an expensive photoelectrode material and a solar which do not require a ruthenium complex dye material which is expensive and has a problem of life. It is an object to provide a battery material.
  • the present inventors discovered that artificial quartz and fused quartz function as photoelectrode materials.
  • the present inventors discovered that hydrohalic acid-treated artificial quartz and fused quartz function as photoelectrode materials.
  • hydrohalic acid-treated artificial quartz and fused quartz function as a photovoltaic cell material.
  • a material obtained by treating a silicon oxide composition with hydrohalic acid is used as a photoelectrode material or a photocell material.
  • the composition containing silicon oxide to be used is artificial quartz.
  • composition containing silicon oxide to be used is fused silica glass.
  • the composition containing silicon oxide to be used is soda lime glass.
  • composition containing silicon oxide to be used is alkali-free glass.
  • composition containing silicon oxide used is borosilicate glass.
  • the hydrohalic acid used for hydrohalic acid treatment is hydrofluoric acid.
  • the hydrohalic acid used for the hydrohalic acid treatment is hydrochloric acid.
  • the application of the material is a photoelectrode.
  • the application of the material is a photovoltaic cell.
  • the composition of the material used in the examples and the treatment thereof are as follows. (1) Artificial quartz: crystalline SiO 2 , (2) Fused silica glass: Amorphous SiO 2 (3) Soda-lime glass: SiO 2 : 71.9%, CaO: 7.8%, Al 2 O 3 : 1.7%, MgO: 4.0%, Na 2 O: 13.3% (4) Alkali-free glass: SiO 2 : 55.0%, CaO: 23.0%, Al 2 O 3 : 14.2%, B 2 O 3 : 6.2% (5) Borosilicate glass: SiO 2 : 33.0%, CaO: 6.8%, Al 2 O 3 : 1.3%, B 2 O 3 : 37.4%, MgO: 5.5%, Na 2 O: 16.0% It is. In addition, description is abbreviate
  • a fluorescent lamp was used as a light source in the room, and the illuminance at that time is 15,000 to 19,000 lux.
  • illuminance of about 6,000 to 7,000 lux in shade, and in the case of direct sunlight, of about 50,000 to 100,000 lux can be obtained.
  • 1 is an anode
  • 2 is a photoelectrode material supported by the anode
  • 3 is a cathode
  • 4 is water mixed with an appropriate electrolyte
  • 5 is a load connected between the anode 1 and the cathode 3 It is.
  • the anode 1 is made of Ni / NiO or a noble metal and carries a photoelectrode material 2.
  • the size is 20 mm ⁇ 20 mm.
  • platinum or carbon is used for the cathode 3.
  • a resistor was used for the load 5.
  • the area of the electrode 1 is 20 ⁇ 20 mm 2, and 0.71 g of Na 2 SO 4 is dissolved in 10 mL of pure water to obtain a 0.5 mol / L electrolyte solution, and 15,000 to 190,00 lux with a fluorescent lamp.
  • Table 1 shows the current that flows when light is irradiated.
  • a hydrohalic acid used for the treatment was hydrochloric acid, and an artificial quartz electrode using an aqueous solution of sodium sulfate as an electrolyte flowed a current of 0.1 ⁇ A.
  • the hydrogen obtained by electrolysis with this current is calculated to be 0.42 ⁇ L per hour.
  • FIG. 2 shows a conceptual block diagram of a photovoltaic cell according to the invention of this application.
  • 11 is an electrode
  • 13 is a counter electrode
  • 12 is a photoelectrode supported by the electrode
  • 14 is an electrolytic solution
  • 15 is a load connected between the electrode 11 and the counter electrode 13.
  • the electrode 11 is made of Ni / NiO or a noble metal and carries a photoelectrode material 12 containing SiO 2 .
  • the photoelectrode is prepared by immersing particles such as glass containing SiO 2 in a 5% aqueous solution of hydrofluoric acid for 5 minutes, washing with water and drying, and grinding so that the particle size becomes 0.2 mm or less.
  • platinum or carbon was used for the counter electrode 13, and a resistor was used for the load 15.
  • FIG. 3 shows a conceptual block diagram of a photovoltaic cell according to the invention of this application.
  • 21 and 23 are 30 mm ⁇ 30 mm glass substrates made of glass having FTO (fluorine-doped tin oxide) layer 22 and FTO layer 24, and FTO layer 22 and FTO layer 24 function as charge extraction electrodes.
  • FTO fluorine-doped tin oxide
  • FTO layer 22 and FTO layer 24 function as charge extraction electrodes.
  • an n-type semiconductor layer such as zinc oxide (ZnO) or titanium oxide (TiO 2 ) is formed.
  • ZnO zinc oxide
  • TiO 2 titanium oxide
  • a 20 mm ⁇ 20 mm platinum film 26 is formed on the FTO layer 24 facing the light incident side FTO.
  • a photovoltaic cell material 27 is mixed between the n-type semiconductor layer 25 and the platinum film 26 with a thickness of 0.15 to 0.20 mm and a glass containing SiO 2 mixed with an organic electrolyte.
  • the organic electrolytes used were 0.1 mol of LiI, 0.5 mol of I2, 0.5 mol of 4-tert-butylpyridine and 0.5 mol of tetrabutylammonium iodide in an acetonitrile solvent.
  • a lead wire is attached to the FTO layer 22 and the FTO layer 24 that are the lead-out electrodes of the photovoltaic cell thus created, and light with an illuminance of 15,000 to 19,000 lux is irradiated with a fluorescent lamp as an irradiation light source from the lead-out electrode 22 side.
  • the release voltage and short circuit current between the extraction electrodes 22 and 24 were measured. The resulting release voltage and short circuit current are shown in Table 2.
  • SiO 2 has a function as a photovoltaic cell, and the photovoltaic voltage becomes extremely high by the treatment with hydrofluoric acid.
  • Hydrochloric acid used in the treatment is hydrochloric acid, and similarly 0.1 mol of LiI, 0.05 mol of I 2 , 0.5 mol of 4-tert-butylpyridine, 0.5 mol of tetrabutylammonium iodide
  • the release voltage obtained when using the organic electrolyte added to the solvent was 4 mV, and the short circuit current was 0.1 ⁇ A.
  • short-circuit current was measured at an illuminance almost equal to direct sunlight with a 300 W incandescent lamp, which is a light source containing no component in the ultraviolet region, and a release voltage of 400 mV and a short-circuit current of 0.5 ⁇ A were observed respectively .

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Abstract

　低コストで環境への負荷がなく安定である酸化ケイ素を成分とする物質を簡便な処理による光電変換材料及びそれを利用した光電池、光二次電池を提供する。　酸化ケイ素を含む組成物である人工水晶、溶融石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラスを粉砕し、ハロゲン化水素酸水溶液で浸漬処理し、水洗・乾燥する。　その、材料を電極板に担持させ適宜な電解質を加えた水に入れ、対向電極との間を電気接続し、光を照射することにより光電極として使用する。　また、その材料を透明電極と対向電極を有する容器に有機電解質とともに封入し、透明電極を経由して光を照射することにより光電池を構成する。　

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　光電極材料及び光電池材料
　本発明は、光電極材料に関するものである。
　通常、非常に高いエネルギーを与えなければ進行しない反応を、光によって電子励起状態を生じる触媒を用いて、きわめて低いエネルギーで進行させるために光触媒が用いられる。
　光触媒としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化カドミウム、酸化タングステンなどのいわゆる半導体触媒あるいは、ルテニウムビピリジル錯体のような金属錯体触媒が知られている。
　これらの中で酸化チタン（ＴｉＯ２）は最も安定性が高く、しかも生物毒性をほとんど示さないので、大気中の窒素酸化物及び有機物質の分解除去のための光触媒として実用されているが、利用できる光は波長が３８０nm以下の紫外線のみであり、この波長領域の紫外線は太陽光中の４％に過ぎないため、最も豊富な光源である太陽光の利用効率は最大でも４％、実際には１％がせいぜいである。
　酸化チタンの光触媒反応の典型的な例にＯ２の還元（Ｈ２Ｏ２の生成）、Ｈ２Ｏの酸化（Ｏ２の発生）、Methylbiologenの還元、Ｎ２の還元、廃水処理、光触媒的Kolbe反応（ＣＨ３ＣＯＯＨ→ＣＨ４(gas)+ＣＯ２）などがある。 
　酸化チタンには、光触媒能の他に本多・藤嶋効果として知られる水の分解を行う光電極能及び太陽電池に用いられる光起電能がある。
　特開２００４－２９０７４８号公報（特許４２１４２２１号）及び特開２００４－２９０７４７号公報（特許４２４７７８０号公報）に、酸化チタンと同様な光触媒能を有する材料としてハロゲン化水素酸で処理された溶融石英が示されている。
　国際公開公報ＷＯ２００５／０８９９４１号に、光触媒能を有する材料としてフッ化水素酸で処理された人工水晶が示されている。
　この光触媒は、特開２００４－２９０７４８号公報及び特開２００４－２９０７４７号公報に示された溶融石英を原材料とする光触媒よりもさらに広い２００～８００nmという波長領域で光触媒として機能する。
　フッ化水素酸で処理された人工水晶について、国際公開公報ＷＯ２００５／０８９９４１号の段落［００２１］～［００２３］に次のとおりに述べられている。
［００２１］このように、フッ化水素処理により人工水晶が活性化するのは、ＳｉＯ２とＨＦが接触すると、表面のＳｉがＦと結合し、これにより結合電子がＦ側に引き寄せられ、バックボンド結合が弱まる結果、そこが分離したＨ＋Ｆ－分子で攻撃され、バックボンドが切断され、最表面Ｓｉがフッ素化されると同時に、すぐ下の層のボンドの１つが水素化される。
　このような状態が次々と伝播し、最後に最表面ＳｉはＳｉＦ４の形で分離し、ＳｉＨ３ラジカルが表面に残留する。
［００２２］ところが、このＳｉＨ３ラジカルは、次の層のＳｉとの間のＳｉ－Ｓｉ結合が非常に弱く、さらに結合電子がＨ側に弱く引き寄せられるため簡単に切断され、ＨＦ分子のＨにより容易に置換され、ＳｉＨの形になることによりＳｉ（１１１）表面にＨが露出し、活性化状態になるものと考えられる。
［００２３］このようにして、フッ化水素処理した人工水晶を液から分離し、蒸留水で２～５回洗浄したのち、風乾すれば、光触媒が得られる。
　このように人工水晶の場合は、フッ化水素により活性化するにもかかわらず、同じ結晶性シリカからなる天然水晶の場合は、フッ化水素により活性化されない。その理由についてはまだ解明されていない。
　国際公開公報ＷＯ２００６／０９５９１６号に、紫外領域における２酸化チタン以外の光半導体電極材料として酸化亜鉛，２酸化錫，酸化タングステン，炭化ケイ素が示されている。
　さらに、可視領域における光半導体電極材料としてシリコン、ガリウムヒ素，チタン酸ストロンチウム，セレン化カドミウム，リン化ガリウムが示されている。
特開２００４－２９０７４８号公報 特開２００４－２９０７４７号公報 国際公開公報ＷＯ２００５／０８９９４１号 国際公開公報ＷＯ２００６／０９５９１６号
　酸化チタンを用いる光電極及び太陽電池は、太陽光中に４％しか含まれない波長が３８０nm以下の紫外線しか利用できないため、効率が低い。
　色素を用いることにより利用可能な光の範囲を紫外線より波長が長い可視光領域まで拡げるために、ルテニウム錯体色素を用いた色素増感型太陽電池がグレッツエル電池として知られている。グレッツエル電池の利用効率は理論的に３０％、実際には最大で１０％である。
　このルテニウム錯体色素材料は高価であるだけでなく、長期間使用により色素が分解するため、寿命に限界がある。
　他の色素、特に各種の有機色素も使用可能であるが、有機色素であるが故にやはり寿命に限界がある。
　この出願に係る発明は、酸化チタンを用いた光電極及び太陽電池の有する問題点を回避して、高価であり寿命に問題があるルテニウム錯体色素材料を必要としない、安価な光電極材料及び太陽電池材料を提供することを課題とする。
　本発明者等は、人工水晶及び溶融石英が、光電極材料として機能することを発見した。
　本発明者等は、ハロゲン化水素酸処理した人工水晶及び溶融石英が、光電極材料として機能することを発見した。
　さらに、本発明者等は、ハロゲン化水素酸処理した人工水晶及び溶融石英が、光電池材料として機能することを発見した。
　それに加えて、酸化ケイ素（ＴｉＯ２）を含むその他のガラス、すなわちソーダ石灰ガラス，無アルカリガラス及びホウケイ酸ガラスも、同様に光電極材料及び光電池材料としての機能を有することを発見した。
　本出願に係る発明においては、酸化ケイ素組成物をハロゲン化水素酸で処理した材料を光電極材料あるいは光電池材料として使用する。
　使用する酸化ケイ素を含む組成物が人工水晶である。
　使用する酸化ケイ素を含む組成物が溶融石英ガラスである。
　使用する酸化ケイ素を含む組成物がソーダ石灰ガラスである。
　使用する酸化ケイ素を含む組成物が無アルカリガラスである。
　使用する酸化ケイ素を含む組成物がホウケイ酸ガラスである。
　ハロゲン化水素酸処理に使用するハロゲン化水素酸がフッ化水素酸である。
　ハロゲン化水素酸処理に使用するハロゲン化水素酸が塩化水素酸である。
　材料の用途が光電極である。
　材料の用途が光電池である。
この出願に係る光電極材料を用いる光水分解装置の原理的構成説明図。 この出願に係る光電池材料を用いる光電池装置の原理的構成説明図。 光電池装置の具体的構成説明図。
　実施例で使用した材料の組成及びその処理は以下のとおりである。
（１）人工水晶：結晶ＳｉＯ２、
（２）溶融石英ガラス：非結晶ＳｉＯ２
（３）ソーダ石灰ガラス：ＳｉＯ２：７１.９％，ＣａＯ：７.８％，Ａｌ２Ｏ３：１.７％，ＭｇＯ：４.０％，Ｎａ２Ｏ：１３.３％
（４）無アルカリガラス：ＳｉＯ２：５５.０％，ＣａＯ：２３.０％，Ａｌ２Ｏ３：１４.２％，Ｂ２Ｏ３：６.２％
（５）ホウケイ酸ガラス：ＳｉＯ２：３３.０％，ＣａＯ：６.８％，Ａｌ２Ｏ３：１.３％，Ｂ２Ｏ３：３７.４％，ＭｇＯ：５.５％，Ｎａ２Ｏ：１６.０％
である。
　なお、含有量が１％未満の成分は記載を省略してある。
　これらのガラス試料をフッ化水素酸水溶液に浸漬し、水洗後に乾燥させ、粉砕した。
　フッ化水素酸以外に塩化水素酸がハロゲン化水素酸として用いられるが、フッ化水素酸が好ましい。
　また、他のハロゲン化水素酸も利用可能であると考えられる。
　なお、ハロゲン水素酸による処理を行わないガラス試料も光電極材料として機能することが確認された。
　室内において光源には、蛍光灯を用いたが、そのときの照度は１５,０００～１９,０００ｌｕｘである。
　また、外光による場合は日陰で６,０００～７,０００ｌｕｘ、直射日光による場合は５０,０００～１００,０００ｌｕｘ程度の照度を得ることができる。
　初めに、光電極の実施例について述べる。
　図１にハロゲン化処理したガラスの光電極能を利用する装置を説明する。
　この図において、１はアノード、２はアノード１に支持された光電極材料、３はカソード、４は適宜な電解質が混入された水、５はアノード１とカソード３との間に接続された負荷である。
　アノード１はＮｉ／ＮｉＯや貴金属からなり、光電極材料２を担持する。大きさは２０ｍｍ×２０ｍｍである。
　これらのガラス試料を５％のフッ化水素酸水溶液に５分間浸漬し、水洗後に乾燥させ、粒径が０.２ｍｍ以下になるように粉砕した。
　カソード３には、例えば白金あるいは炭素が用いられる。
　負荷５には抵抗器を用いた。
　光電極材料２に２００～８００ｎｍの光が照射され、吸収されると、光電極材料の内部で電荷分離が起き、その状態がある程度の寿命を持つと、電子が水と反応して水を還元してＨ２が生成され、正孔が水を酸化してＯ２が生成される。
　この水素及び酸素の発生とともにカソード３から負荷５を経由してアノード１に向かって電子が流れ、すなわちアノード１からカソード３に向かって電流が流れる。
　電極１の面積を２０×２０ｍｍ２とし、純水１０ｍＬに対して０.７１ｇのＮａ２ＳＯ４を溶かして得た０.５ｍｏｌ／Ｌの電解液とし、蛍光灯により１５,０００～１９０,００ｌｕｘの光を照射したときに流れる電流を表１に示す。
　また、これらの電流値から計算して求めた水が分解されて発生する水素ガスの量を併せて示す。
電流により
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　処理に使用するハロゲン化水素酸を塩化水素酸とし、電解液として硫酸ナトリウム水溶液を用いた人工水晶電極によって０.１μＡの電流が流れた。
　この電流による電気分解によって得られる水素は計算によれば１時間当たり０.４２μＬである。
　次に、光電池の実施例について述べる。
　図２にこの出願の発明に係る光電池の概念構成図を示す。
　この図において、１１は電極、１３は対電極、１２は電極１１に支持された光電極、１４は電解液、１５は電極１１と対電極１３との間に接続された負荷である。
　電極１１はＮｉ／ＮｉＯや貴金属からなり、ＳｉＯ２を含む光電極材料１２を担持する。
　光電極はＳｉＯ２を含むガラス等の粒を５％のフッ化水素酸水溶液に５分間浸漬し、水洗後に乾燥させ、粒径が０.２ｍｍ以下になるように粉砕したものを用いている。
　対電極１３には、例えば白金あるいは炭素を用い、負荷１５には抵抗器を用いた。
　光電極１２に波長が２００～８００ｎｍである光が照射され、吸収されると、光電極１２の内部で起電し、電極１１から負荷１５を経由して対電極１３に向かって電子が流れる。いいかえれば、対電極１３から電極１１に向かって電流が流れる。
　次に、光電池の具体的構成について述べる。
　図３にこの出願の発明に係る光電池の概念構成図を示す。
　この図において、２１及び２３はＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）層２２及びＦＴＯ層２４を有するガラスからなる３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板であり、ＦＴＯ層２２及びＦＴＯ層２４は電荷取り出し電極として機能する。
光入射側のＦＴＯ層には酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化チタン（ＴｉＯ２）等のｎ型半導体層が形成されている。
　光入射側ＦＴＯと対向するＦＴＯ層２４には２０ｍｍ×２０ｍｍの白金膜２６が形成されている。
　ｎ型半導体層２５と白金膜２６の間に０.１５～０.２０ｍｍの厚さでＳｉＯ２を含むガラスと有機電解質を混合した光電池材料２７が封入されている。
　使用した有機電解質は、ＬｉＩを０.１ｍｏｌ、Ｉ２を０.０５ｍｏｌ，４－tert-ブチルピリジンを０.５ｍｏｌ，テトラブチルアンモニウムヨージドを０.５ｍｏｌアセトニトリル溶媒に添加したものである。
　このようにして作成した光電池の取り出し電極であるＦＴＯ層２２及びＦＴＯ層２４に取り出し線を取付け、取り出し電極２２側から照射光源として蛍光灯により照度１５,０００～１９,０００ｌｕｘの光を照射し、取り出し電極２２と２４との間の解放電圧及び短絡電流を計測した。
　その結果得られた解放電圧及び短絡電流を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　なお、フッ化水素酸処理をしていない酸化ケイ素組成物でも表３に示す解放電圧及び短絡電流が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　濃度０.１％のフッ化水素酸処理をしたガラス繊維の場合には２６ｍＶの電圧が検出された。
　これらの結果から、ＳｉＯ２は光電池としての機能を有しており、フッ化水素酸で処理することにより、光起電圧が著しく高くなることが把握される。
　また、ホウケイ酸ガラスの場合にはフッ化水素酸処理をしなくても、１２ｍＶと高い電圧が検出されているが、これはホウ酸（Ｂ２Ｏ３）の存在によるとも考えられる。
　処理に使用するハロゲン化水素酸を塩化水素酸とし、同様にＬｉＩを０.１ｍｏｌ、Ｉ２を０.０５ｍｏｌ，４－tert-ブチルピリジンを０.５ｍｏｌ，テトラブチルアンモニウムヨージドを０.５ｍｏｌアセトニトリル溶媒に添加した有機電解質を使用した時に得られた解放電圧は４ｍＶ、短絡電流は０.１μＡであった。
　人工水晶について、紫外領域の成分を含まない光源である３００Ｗの白熱電球により、ほぼ直射日光に等しい照度で短絡電流を測定したところ、それぞれ４００ｍＶの解放電圧及び０.５μＡの短絡電流が観測された。
　このことから、少なくとも人工水晶により、紫外光よりも長い波長の光によって、光起電が可能であり、この起電力は酸化チタンによらないことが結論付けされる。
　したがって、さらに従来太陽電池として研究されている酸化チタン膜を添加することにより、さらに高い解放電圧及び大きな短絡電流が期待される。
１，１１　電極
２，１２　光電極材料
３，１３　対電極
４，１４　電解質
５，１５　負荷
２１，２３　ガラス基板
２２，２４　取り出し電極
２５　ｎ型半導体層
２６　白金膜
２７　酸化ケイ素

Claims (20)

  1. 　酸化ケイ素を含む組成物からなることを特徴とする、光電極材料。
  2. 　前記酸化ケイ素を含む組成物が人工水晶であることを特徴とする、請求の範囲１の光電極材料。
  3. 　前記酸化ケイ素を含む組成物が溶融石英ガラスであることを特徴とする、請求の範囲１の光電極材料。
  4. 　前記酸化ケイ素を含む組成物がソーダ石灰ガラスであることを特徴とする、請求の範囲１の光電極材料。
  5. 　前記酸化ケイ素を含む組成物が無アルカリガラスであることを特徴とする、請求の範囲１の光電極材料。
  6. 　前記酸化ケイ素を含む組成物がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする、請求の範囲１の光電極材料。
  7. 　前記酸化ケイ素を含む組成物がガラス繊維であることを特徴とする、請求の範囲１の光電極材料。
  8. 　前記酸化ケイ素を含む組成物がハロゲン化水素酸で処理されたことを特徴とする、請求の範囲１の光電極材料。
  9. 　前記ハロゲン化水素酸がフッ化水素酸であることを特徴とする、請求の範囲８の光電極材料。
  10. 　前記ハロゲン化水素酸が塩化水素酸であることを特徴とする、請求の範囲８の光電極材料。
  11. 　酸化ケイ素を含む組成物からなることを特徴とする、光電池材料。
  12. 　前記酸化ケイ素を含む組成物が人工水晶であることを特徴とする、請求の範囲１１の光電池材料。
  13. 　前記酸化ケイ素を含む組成物が溶融石英ガラスであることを特徴とする、請求の範囲１１の光電池材料。
  14. 　前記酸化ケイ素を含む組成物がソーダ石灰ガラスであることを特徴とする、請求の範囲１１の光電池材料。
  15. 　前記酸化ケイ素を含む組成物が無アルカリガラスであることを特徴とする、請求の範囲１１の光電池材料。
  16. 　前記酸化ケイ素を含む組成物がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする、請求の範囲１１の光電池材料。
  17. 　前記酸化ケイ素を含む組成物がガラス繊維であることを特徴とする、請求の範囲１１の光電池材料。
  18. 　前記酸化ケイ素を含む組成物がハロゲン化水素酸で処理されたことを特徴とする、請求の範囲１１の光電池材料。
  19. 　前記ハロゲン化水素酸がフッ化水素酸であることを特徴とする、請求の範囲１８の光電池材料。
  20. 　前記ハロゲン化水素酸が塩化水素酸であることを特徴とする、請求の範囲１８の光電池材料。
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