WO2018051404A1 - 電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法 - Google Patents

電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018051404A1
WO2018051404A1 PCT/JP2016/076947 JP2016076947W WO2018051404A1 WO 2018051404 A1 WO2018051404 A1 WO 2018051404A1 JP 2016076947 W JP2016076947 W JP 2016076947W WO 2018051404 A1 WO2018051404 A1 WO 2018051404A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
photoelectrode
dye
counter electrode
solar cell
sensitized solar
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/076947
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
篤 生駒
大輔 時田
俊介 功刀
Original Assignee
積水化学工業株式会社
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 積水化学工業株式会社 filed Critical 積水化学工業株式会社
Priority to PCT/JP2016/076947 priority Critical patent/WO2018051404A1/ja
Publication of WO2018051404A1 publication Critical patent/WO2018051404A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an electrolytic solution, a dye-sensitized solar cell, and a manufacturing method thereof.
  • a so-called Gretzel type system is known as a dye-sensitized solar cell (for example, see Non-Patent Document 1).
  • a Gretzel type dye-sensitized solar cell hereinafter, simply referred to as “dye-sensitized solar cell”
  • the sensitizing dye adsorbed on the surface of the metal oxide semiconductor particles is irradiated with light, thereby sensitizing dye. Electrons are emitted from, and the electrons sequentially move to the photoelectrode, the transparent conductive film, and the external circuit, and are extracted as a current.
  • the sensitizing dye that has emitted electrons is reduced by receiving electrons from the redox couple in the electrolyte.
  • the redox couple in the electrolytic solution is oxidized, moves to the counter electrode side, and is reduced by the catalyst layer formed on the counter electrode.
  • an electrolytic solution containing iodine is used in the dye-sensitized solar cell.
  • a method for preventing a decrease in photoelectric conversion efficiency of a dye-sensitized solar cell by setting the concentration of iodine in an electrolytic solution to 0.02 mol / L to 1.0 mol / L for example, Patent Documents).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is an electrolytic solution that can provide a dye-sensitized solar cell that is excellent in photoelectric conversion efficiency and can provide high output under low illumination such as indoors.
  • An object of the present invention is to provide a dye-sensitized solar cell including the electrolyte and a method for manufacturing the same.
  • the present invention provides the following electrolyte solution, dye-sensitized solar cell, and manufacturing method thereof.
  • R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms.
  • R 3 , R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 18 carbon atoms.
  • [5] A photoelectrode laminated on a transparent substrate and having a porous layer, a counter electrode, and the electrolytic solution according to any one of [1] to [4], wherein the photoelectrode, the counter electrode, A dye-sensitized solar cell, wherein the electrolytic solution is sandwiched between the two.
  • a method for producing a dye-sensitized solar cell comprising a photoelectrode laminated on a transparent substrate and having a porous layer, a counter electrode, and an electrolyte solution, the step of forming the photoelectrode; The step of disposing the counter electrode so as to face the porous layer of the photoelectrode, and sealing the periphery of the photoelectrode and the counter electrode leaving the electrolyte injection port, from the injection port, And a step of sealing the injection port after injecting the electrolytic solution according to any one of the above [1] to [4] as the electrolytic solution into the gap between the photoelectrode and the counter electrode.
  • a method for producing a dye-sensitized solar cell comprising a photoelectrode laminated on a transparent substrate and having a porous layer, a counter electrode, and an electrolyte solution, the step of forming the photoelectrode; The step of disposing the counter electrode so as to face the porous layer of the
  • a method for producing a dye-sensitized solar cell comprising: a photoelectrode laminated on a transparent substrate; and a photoelectrode laminated on the transparent substrate and having a porous layer; a counter electrode; A step of forming an electrode; a step of disposing the counter electrode so as to face the porous layer of the photoelectrode; and a step of providing a container containing iodine between the photoelectrode and the counter electrode; A step of sealing the periphery of the arranged photoelectrode and the counter electrode, leaving an injection port of an electrolyte solution, and an electrolyte solution containing no iodine was injected into the gap between the photoelectrode and the counter electrode from the injection port.
  • the step of sealing the injection port the iodine contained in the container is diffused in the electrolyte solution not containing iodine, the iodine is contained in the gap between the photoelectrode and the counter electrode, and the iodine
  • An electrolyte solution with a concentration of 0.005 mol / L or less is prepared Method for manufacturing a dye-sensitized solar cell characterized by having a step.
  • an electrolytic solution capable of providing a dye-sensitized solar cell that is excellent in photoelectric conversion efficiency and obtains high output under low illuminance such as indoors, and dye-sensitized with the electrolytic solution A solar cell and a manufacturing method thereof can be provided.
  • Embodiments of an electrolytic solution, a dye-sensitized solar cell, and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described. Note that this embodiment is specifically described in order to better understand the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.
  • the electrolytic solution according to the first aspect of the present invention is a solution containing iodine and having an iodine concentration of 5 mmol / L or less. More specifically, in the dye-sensitized solar cell, the electrolytic solution of the present embodiment is a solution containing at least iodine that causes an oxidation-reduction reaction for flowing electricity and a solvent.
  • the iodine concentration is 5 mmol / L or less, preferably 3 mmol / L or less, more preferably 0.5 mmol / L to 2 mmol / L, and 1.0 mmol / L. It is particularly preferable that it exceeds L and is 1.5 mmol / L or less. Since the electrolytic solution of the present embodiment has an iodine concentration of 5 mmol / L or less, the dye-sensitized solar cell provided with the electrolytic solution of the present embodiment has excellent photoelectric conversion efficiency even under low illumination such as indoors, High output is obtained.
  • the dye-sensitized solar cell provided with the electrolyte solution of this embodiment can be used for photoelectric conversion even under low illumination such as indoors. Excellent efficiency and high output.
  • “under low illuminance” refers to an environment where the brightness of light illuminating the light receiving surface of the dye-sensitized solar cell is in the range of 1 lx (lux) to 2000 lx (lux).
  • the illuminance is defined by the illuminance when a 1 square meter surface is illuminated with 1 lumen of light.
  • solvent As the solvent, it is preferable to use a non-aqueous solvent.
  • non-aqueous solvents include nitrile non-aqueous solvents such as acetonitrile and propionitrile, lactone non-aqueous solvents such as ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, Carbonate-based non-aqueous solvents such as propylene carbonate, butylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, vinylene carbonate, ionic liquids such as ethylmethylimidazolium tetracyanoborate and ethylmethylimidazolium dicyanamide, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, 2 , 4-dimethylsulfolane, 2-ethylsulfolane, sulfolane-3-ol, sulfolane such as
  • the dye-sensitized solar cell provided with the electrolytic solution of the present embodiment has a higher photoelectric conversion efficiency even under low illuminance such as indoors, compared to the case of using other solvents. Excellent and high output can be obtained.
  • the electrolytic solution of the present embodiment may be gelled by a gelling agent such as polyacrylonitrile.
  • the electrolytic solution of the present embodiment preferably contains an iodide salt.
  • the iodide salt supplies triiodide ions (I 3 ⁇ ) that cause a redox reaction for passing electricity in the dye-sensitized solar cell.
  • Examples of iodide salts include 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide (EMImI), 1-methyl-3-propylimidazolium iodide (MPImI), 1-butyl-3-methylimidazolium iodide (BMImI). 1,3-alkyl imidazolium iodides and the like. A mixture of different iodide salts may also be used.
  • the dye-sensitized solar cell including the electrolytic solution of the present embodiment has a lower illuminance indoors or the like than when the electrolytic solution does not contain an iodide salt. In this case, the photoelectric conversion efficiency is excellent and a high output can be obtained.
  • the iodide salt concentration is preferably 0.01 mmol / L to 10 mmol / L, and more preferably 0.1 mmol / L to 1.0 mmol / L.
  • the dye-sensitized solar cell provided with the electrolytic solution of the present embodiment has a photoelectric conversion efficiency even under low illumination such as indoors. Excellent output and high output.
  • the amount of iodine with respect to the iodide salt is preferably 0.001 to 0.1 by mass ratio, and preferably 0.003 to 0.01. It is more preferable that In the electrolyte solution of the present embodiment, if the amount of iodine relative to the iodide salt is within the above range, the dye-sensitized solar cell provided with the electrolyte solution of the present embodiment can be used under low illuminance such as indoors. Excellent photoelectric conversion efficiency and high output.
  • the iodide salt in the electrolytic solution of the present embodiment can be quantified by a known method, for example, nuclear magnetic resonance (NMR) analysis or liquid chromatography (LC).
  • iodine in the electrolyte can be quantified by a known method.
  • the amount of I 2 (iodine) in the electrolyte can be calculated from the absorption peak value of I 3 ⁇ obtained by spectrophotometry. Can do.
  • the electrolyte solution of this embodiment further contains a pyrazole derivative. It is particularly preferable that the electrolytic solution of the present embodiment includes a pyrazole derivative represented by the following general formula (1).
  • R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms.
  • Examples of the pyrazole derivative include 3,5-dimethylpyrazole (DMPz), 4-methylpyrazole, 3-ethylpyrazole, 3,4,5-trimethylpyrazole and the like. A mixture of different pyrazole derivatives may also be used.
  • the dye-sensitized solar cell provided with the electrolyte solution of the present embodiment can be used under low illuminance such as indoors, as compared with the case where the electrolyte solution does not contain a pyrazole derivative, because the electrolyte solution of this embodiment contains a pyrazole derivative. Excellent photoelectric conversion efficiency and high output can be obtained.
  • the concentration of the pyrazole derivative is preferably 0.01 mmol / L to 2.0 mmol / L, and more preferably 0.1 mmol / L to 1.0 mmol / L.
  • the concentration of the pyrazole derivative is within the above range, the dye-sensitized solar cell provided with the electrolyte solution of the present embodiment has a photoelectric conversion efficiency even under low illumination such as indoors. Excellent and high output can be obtained.
  • the electrolytic solution of this embodiment further contains a borate ester.
  • the electrolytic solution of the present embodiment preferably contains a borate ester represented by the following general formula (2).
  • R 3 , R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 18 carbon atoms.
  • boric acid ester examples include trimethyl borate, tributyl borate (TBB), triethyl borate, triisopropyl borate, trihexyl borate and the like. Also, a mixture of different boric acid esters may be used.
  • the dye-sensitized solar cell provided with the electrolytic solution of the present embodiment has a lower illuminance, such as indoors, than the case where the electrolytic solution does not contain the boric acid ester because the electrolytic solution of the present embodiment contains a borate ester. In this case, the photoelectric conversion efficiency is excellent and a high output can be obtained.
  • the concentration of the borate ester is preferably 0.01 mmol / L to 1.0 mmol / L, and more preferably 0.05 mmol / L to 0.5 mmol / L.
  • the concentration of borate ester is within the above range, the dye-sensitized solar cell provided with the electrolytic solution of the present embodiment has a photoelectric conversion efficiency even under low illumination such as indoors. Excellent output and high output.
  • the electrolytic solution of the present embodiment may contain a conductive polymer such as a cobalt complex, a tetraalkylammonium salt, or a nitrogen-containing cyclic compound.
  • a conductive polymer such as a cobalt complex, a tetraalkylammonium salt, or a nitrogen-containing cyclic compound.
  • the amount thereof is preferably 0.1M to 5.0M, more preferably 0.3M to 3.0M, and 0.5M to 0.1M. Particularly preferred is .5M.
  • the electrolytic solution of the present embodiment since the iodine concentration is 5 mmol / L or less, it is possible to provide a dye-sensitized solar cell that has excellent photoelectric conversion efficiency and high output under low illuminance such as indoors. Can do.
  • the dye-sensitized solar cell using the electrolyte solution of this embodiment can be used also under high illuminance outdoors.
  • the electrolytic solution of the present invention preferably contains iodine and the iodide salt.
  • the electrolytic solution further contains at least one compound selected from the group consisting of the pyrazole derivative and the borate ester. It is more preferable to include. Moreover, it is particularly preferable that both the pyrazole derivative and the borate ester are included. Concentrations of these components are as described above.
  • the electrolyte solution of the present invention described above is a mixture obtained by adding iodine and, if necessary, at least one compound selected from the group consisting of an iodide salt, a pyrazole derivative and a borate ester to the solvent. Can be produced by stirring.
  • iodine and the said compound There is no restriction
  • Stirring of the obtained mixture can be performed by ultrasonic vibration or the like.
  • the stirring time may be about 1 minute to 1 hour depending on the stirring method and the like.
  • the temperature at the time of stirring can be appropriately set within the range of 0 to 50 ° C., and may be room temperature.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a general structure of a dye-sensitized solar cell according to the second embodiment of the present invention.
  • the dye-sensitized solar cell according to the second aspect of the present invention includes a photoelectrode 11 composed of a transparent conductive film 2 and a porous oxide semiconductor layer 3 laminated on a transparent substrate 1, and
  • the dye-sensitized solar cell 10 includes a counter electrode 12 and an electrolytic solution 5, and the electrolytic solution 5 is sandwiched between the photoelectrode 11 and the counter electrode 12.
  • the photoelectrode 11 is formed on, for example, a transparent substrate 1 made of a glass substrate, and includes a transparent conductive film 2 and a porous oxide semiconductor layer 3 that is a porous layer.
  • the transparent substrate (transparent substrate) 1 on which the photoelectrode 11 is formed (laminated) is not limited to glass, and is not particularly limited as long as it is a transparent visible light transmissive substrate.
  • Examples of the transparent substrate 1 include, in addition to a glass substrate, a substrate, a film, or a sheet made of a transparent resin.
  • the glass constituting the glass substrate is preferably one having visible light permeability, and examples thereof include soda lime glass, quartz glass, borosilicate glass, Vycor glass, non-alkali glass, blue plate glass, and white plate glass.
  • the transparent resin plastic
  • those having visible light permeability are preferable, and examples thereof include polyesters such as polyacryl, polycarbonate, and polyethylene terephthalate (PET), polyimide, polystyrene, polyvinyl chloride, and polyamide.
  • PET polyethylene terephthalate
  • polyimide polystyrene
  • polyvinyl chloride polyamide
  • polyamide polyamide
  • polyethylene terephthalate is particularly preferable from the viewpoint of excellent visible light permeability and heat resistance.
  • the transparent substrate 1 is preferably a plastic transparent substrate, and more preferably a PET film.
  • the transparent conductive layer used for a conventionally well-known dye-sensitized solar cell is applicable,
  • the thin film comprised with a metal oxide is mentioned.
  • Metal oxides include tin-doped indium oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), zinc oxide, tin oxide, antimony-doped tin oxide (ATO), indium oxide / zinc oxide (IZO), gallium oxide / zinc oxide ( GZO), titanium oxide and the like.
  • ITO tin-doped indium oxide
  • FTO fluorine-doped tin oxide
  • ATO antimony-doped tin oxide
  • ITO indium oxide / zinc oxide
  • IZO indium oxide / zinc oxide
  • GZO gallium oxide / zinc oxide
  • titanium oxide titanium oxide
  • oxide semiconductor constituting the porous oxide semiconductor layer 3 conventionally known materials can be applied, and any material that can adsorb sensitizing dyes and metal ions may be used.
  • any material that can adsorb sensitizing dyes and metal ions may be used.
  • the porous oxide semiconductor layer 3 is constituted by fine particles of an oxide semiconductor
  • the porous oxide semiconductor layer 3 is a porous material formed by firing a known paste containing fine particles on the transparent substrate 1. It may be a layer. Moreover, you may apply the porous layer formed in the state which microparticles
  • an aerosol deposition method As a method for forming a porous layer by spraying fine particles, an aerosol deposition method (AD method) can be exemplified.
  • the average primary particle diameter of the fine particles forming the porous oxide semiconductor layer 3 may vary in a suitable range depending on the method of forming the porous layer on the transparent substrate 1 using the fine particles. It is preferably 1 nm to 500 ⁇ m, more preferably 1 nm to 250 ⁇ m, still more preferably 5 nm to 100 ⁇ m, and particularly preferably 10 nm to 10 ⁇ m.
  • a method for obtaining the average primary particle diameter of the fine particles for example, a method of determining the peak value of the volume average diameter distribution obtained by measurement with a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus, or a scanning electron microscope (SEM) A method of measuring the major axis of a plurality of fine particles by observation and averaging the measured values can be mentioned.
  • the average primary particle diameter of the fine particles is preferably measured by SEM observation.
  • the counter electrode 12 has a configuration in which a metal film 6 made of a metal such as platinum is formed on a glass substrate 7.
  • the configuration of the counter electrode 12 is not limited to this, and a conventionally known counter electrode can be applied.
  • a metal plate, a conductive substrate, a conductive sheet, or the like can be applied.
  • Electrode As the electrolytic solution 5, the electrolytic solution of the first aspect described above is used.
  • the electrolytic solution of the first aspect described above is used as the electrolytic solution 5
  • the photoelectric conversion efficiency is excellent and high output is obtained under low illuminance such as indoors. .
  • the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell of this embodiment arrange
  • the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell of this embodiment is demonstrated in detail.
  • the porous oxide semiconductor layer 3 formed on the transparent substrate 1 by the AD method is immersed in a solution in which a sensitizing dye is dissolved, thereby forming a porous oxide semiconductor.
  • a sensitizing dye is adsorbed on at least the surface of the layer 3.
  • an adsorption group such as a hydroxyl group exists on the surface of the porous oxide semiconductor layer 3 such as titanium oxide, the adsorption group can be adsorbed by physicochemical interaction with the adsorption group. As described above, the photoelectrode 11 is obtained.
  • Method of adsorbing sensitizing dye to porous oxide semiconductor layer The method for adsorbing the sensitizing dye to the porous oxide semiconductor layer 3 is not particularly limited as long as it can maintain the state in which the porous oxide semiconductor layer 3 carries the sensitizing dye.
  • a dye is adsorbed by immersing a porous film made of an oxide semiconductor formed on a substrate in a dye solution in which a sensitizing dye is dissolved in a solvent.
  • the porous oxide semiconductor layer 3 is immersed by immersing the porous oxide semiconductor layer 3 in the same dye solution as before or by spraying or dropping the dye solution on the porous oxide semiconductor layer 3.
  • a method of adsorbing a sensitizing dye to 3 can be applied.
  • the solvent for dissolving the sensitizing dye is appropriately selected according to the type of the sensitizing dye, and examples thereof include alcohols, nitriles, ethers, esters, ketones, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons and the like. Can be mentioned.
  • the skeleton of the chemical structure may be linear, branched or cyclic, and may be any of monohydric alcohol and polyhydric alcohol, such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol 1-butanol, 2-methyl-1-propanol (isobutanol), 2-butanol, 2-methyl-2-propanol (tert-butanol), ethylene glycol and the like.
  • nitriles include acetonitrile and propionitrile.
  • the skeleton of the chemical structure may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include dimethyl ether, diethyl ether, ethyl methyl ether, and tetrahydrofuran.
  • esters examples include ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate and the like.
  • ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, and methyl isobutyl ketone.
  • hydrocarbons the skeleton of the chemical structure may be linear, branched or cyclic, and may be any of aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, such as pentane, hexane, heptane, Examples include octane, cyclohexane, toluene, and xylene.
  • halogenated hydrocarbons include methylene chloride and chloroform.
  • the solvent is preferably as low as the water content, and is preferably dehydrated with a desiccant or the like. By reducing the water content of the solvent, the inhibition of the loading of the sensitizing dye is further suppressed, and the sensitizing dye can be carried in a better state.
  • a solvent may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. When two or more types are used in combination, the combination and ratio are appropriately selected according to the purpose.
  • the dye concentration in the dye solution is not particularly limited, but it is usually preferably 0.05 mmol / L to 1 mmol / L, more preferably 0.1 mmol / L to 0.5 mmol / L.
  • the handling of the dye solution is preferably performed in a dry atmosphere, and more preferably in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, helium gas, or argon gas.
  • dry atmosphere means that the moisture content in the gas is reduced so as not to hinder the effects of the present invention. In this way, by suppressing the mixing of moisture into the dye solution, the inhibition of the loading of the sensitizing dye is further suppressed, and the sensitizing dye can be carried in a better state.
  • the porous oxide semiconductor layer 3 may be lightly washed with a solvent such as alcohol.
  • sensitizing dye is not particularly limited as long as it is a dye that can be physically or chemically adsorbed to the porous oxide semiconductor layer 3, and the sensitizing dye used in a conventionally known dye-sensitized solar cell. Can be applied.
  • sensitizing dye examples include ruthenium-based dyes containing ruthenium generally called N3, N719 (red dye) or N749 (black dye), or coumarin-based, polyene-based, cyanine-based, hemicyanine-based, thiophene-based, indoline-based, Examples include various organic dyes such as xanthene, carbazole, perylene, porphyrin, phthalocyanine, merocyanine, catechol, squarylium, and the like. Furthermore, donor-acceptor composite dyes obtained by combining these dyes can be mentioned.
  • the sensitizing dye those having a carboxy group in the chemical structure are preferable. Since the porous oxide semiconductor layer 3 is made of an oxide semiconductor, the carboxy group can exhibit an ester bond or a hydrogen bond with the porous oxide semiconductor layer 3, and the sensitizing dye and the porous oxide semiconductor layer 3 can be formed. And the sensitizing dye can be prevented from being detached from the porous oxide semiconductor layer 3.
  • a sensitizing dye may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the counter electrode 12 is disposed so as to face the porous oxide semiconductor layer 3 of the photoelectrode 11, and the periphery of the photoelectrode 11 and the counter electrode 12 is made of a known resin such as a resin, leaving the inlet for the electrolyte solution 5. Seal with sealing material 4.
  • the dye-sensitized solar cell 10 is obtained by electrically connecting the photoelectrode 11 and the counter electrode 12.
  • the dye-sensitized solar cell 10 of the second aspect described above can be easily manufactured.
  • the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell of the 4th aspect of this invention is demonstrated.
  • a method for producing the dye-sensitized solar cell 10 of the second aspect described above is exemplified.
  • the photoelectrode 11 is disposed, the counter electrode 12 is disposed so as to face the porous oxide semiconductor layer 3 of the photoelectrode 11, and the photoelectrode 11.
  • the photoelectrode 11 and the counter electrode 12 have a step of preparing an electrolytic solution 5 containing iodine and having an iodine concentration of 0.005 mol / L or less.
  • Process for forming photoelectrode The step of forming the photoelectrode is the same as the step in the third aspect described above.
  • a container containing iodine is provided between the photoelectrode 11 and the counter electrode 12 while facing the porous oxide semiconductor layer 3 of the photoelectrode 11.
  • a container containing iodine it can be easily opened by applying pressure or heat, and can be diffused in an electrolytic solution containing no iodine, which is filled in a gap between the photoelectrode 11 and the counter electrode 12. If it is, it will not specifically limit.
  • An example of such a container is a capsule-shaped container.
  • the position where the container is provided is not particularly limited as long as it is a position where iodine can be uniformly diffused in the electrolytic solution not containing iodine, which is filled in the gap between the photoelectrode 11 and the counter electrode 12.
  • the dye-sensitized solar cell 10 is obtained by electrically connecting the photoelectrode 11 and the counter electrode 12.
  • a container containing iodine is provided in advance between the photoelectrode 11 and the counter electrode 12, and an electrolytic solution containing no iodine is provided in the gap between the photoelectrode 11 and the counter electrode 12.
  • the iodine contained in the container is diffused in the electrolyte not containing iodine, and the electrolyte contains the iodine in the gap between the photoelectrode 11 and the counter electrode 12 and the iodine concentration is 0.005 mol / L or less.
  • the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell of the 5th aspect of this invention is demonstrated.
  • a method for producing the dye-sensitized solar cell 10 of the second aspect described above is exemplified.
  • the method for producing a dye-sensitized solar cell according to the present embodiment includes a step of forming the photoelectrode 11, a step of dropping a predetermined amount of electrolytic solution on the porous oxide semiconductor layer 3 of the photoelectrode 11, A step of disposing the counter electrode 12 so as to face the porous oxide semiconductor layer 3 and sealing the periphery of the photoelectrode 11 and the counter electrode 12.
  • the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell of this embodiment is demonstrated in detail.
  • Process for forming photoelectrode The step of forming the photoelectrode is the same as the step in the third aspect described above.
  • Step of dropping electrolyte Next, a predetermined amount of electrolytic solution is dropped onto the porous oxide semiconductor layer 3 of the photoelectrode 11. As the electrolytic solution 5 dropped here, the electrolytic solution of the first aspect described above is used.
  • the counter electrode 12 is disposed so as to face the porous oxide semiconductor layer 3 of the photoelectrode 11, and the periphery of the photoelectrode 11 and the counter electrode 12 is sealed with a known sealing material 4 such as a resin.
  • the dye-sensitized solar cell 10 is obtained by electrically connecting the photoelectrode 11 and the counter electrode 12.
  • the dye-sensitized solar cell 10 of the second aspect described above can be easily manufactured.
  • a conductive glass substrate in which a transparent conductive film made of FTO was formed on the surface of the glass substrate was used.
  • AD method aerosol deposition method
  • TiO 2 particles having an average particle diameter of about 20 nm are sprayed onto the surface of the transparent conductive film, and a 10 nm thick porous oxide semiconductor layer made of titania fine particles is formed on the glass substrate. Obtained.
  • the working area of the obtained photoelectrode was 0.16 cm 2 .
  • a counter electrode having a thin film made of platinum formed on a glass substrate was prepared.
  • An electrolyte solution was prepared as follows. A predetermined amount of 1-methyl-3-propylimidazolium iodide (MPImI) was weighed and put into a beaker. Next, ⁇ -butyrolactone was added as a solvent in a beaker containing MPImI to prepare a solution having a MPImI concentration of 1.0 mol / L. Next, iodine was added to the solution, and then the solution was stirred for 5 minutes by ultrasonic to obtain an electrolytic solution of a comparative example. The iodine concentration in the obtained electrolytic solution was 50 mmol / L.
  • MPImI 1-methyl-3-propylimidazolium iodide
  • a sensitizing dye N719 is dissolved in a mixed solvent containing acetonitrile and 2-methyl-2-propanol at a mass ratio of 1: 1, and the sensitizing dye N719 concentration is 0.3 mmol / L.
  • a solution was prepared.
  • a sensitizing dye was adsorbed on the surface of the porous oxide semiconductor layer by immersing the porous oxide semiconductor layer formed on the glass substrate 1 by the AD method in this dye solution.
  • the photoelectrode having completed the adsorption of the sensitizing dye was taken out of the dye solution and washed with acetonitrile.
  • the counter electrode was disposed so as to face the porous oxide semiconductor layer of the photoelectrode, and the periphery of the photoelectrode and the counter electrode was sealed with a sealing material made of polyethylene, leaving an inlet for the electrolytic solution.
  • the inlet was sealed to obtain a dye-sensitized solar cell of a comparative example.
  • suction of the sensitizing dye to the surface of a porous oxide semiconductor layer and the assembly of the dye-sensitized solar cell were performed in nitrogen atmosphere.
  • Example 1 The electrolytic solution of Example 1 was prepared in the same manner as in the comparative example except that the concentration of iodine was 5 mmol / L. Moreover, the dye-sensitized solar cell of Example 1 was obtained like the comparative example except having used the electrolyte solution of Example 1.
  • Example 2 An electrolytic solution of Example 2 was prepared in the same manner as in the comparative example except that the concentration of iodine was 0.5 mmol / L. Moreover, the dye-sensitized solar cell of Example 2 was obtained like the comparative example except having used the electrolyte solution of Example 2.
  • Example 3 After adding dimethylpyrazole (DMPz) and iodine in this order to a solution having an MPImI concentration of 1.0 mol / L, the solution was stirred with ultrasound for 5 minutes, and an electrolytic solution having an iodine concentration of 5 mmol / L was added.
  • An electrolyte solution of Example 3 was prepared in the same manner as in the comparative example except that it was obtained.
  • the concentration of DMPz in the obtained electrolytic solution was 0.5 mol / L.
  • the dye-sensitized solar cell of Example 3 was obtained like the comparative example except having used the electrolyte solution of Example 3.
  • Example 4 After adding dimethylpyrazole (DMPz), tributyl borate (TBB) and iodine in this order to a solution having a concentration of MPImI of 1.0 mol / L, the solution was stirred with ultrasound for 5 minutes.
  • the electrolyte solution of Example 4 was prepared in the same manner as the comparative example except that a 5 mmol / L electrolyte solution was obtained.
  • the concentration of DMPz was 0.5 mol / L
  • the concentration of TBB was 0.1 mol / L.
  • the dye-sensitized solar cell of Example 4 was obtained like the comparative example except having used the electrolyte solution of Example 4.
  • the iodine concentration in the electrolyte solution is 50 mmol / L by setting the iodine concentration in the electrolyte solution to 0.5 mmol / L to 5 mmol / L. It turned out that a high output is obtained under low illuminance than the example. Moreover, in Example 3 which added DMPz to electrolyte solution, it turned out that a high output is obtained compared with Example 1, 2 which does not add DMPz to electrolyte solution.
  • Example 4 in which DMPz and TBB were added to the electrolytic solution, Examples 1 and 2 in which DMPz and TBB were not added to the electrolytic solution, and in Example 3 in which TBB was not added to the electrolytic solution, It was found that high output can be obtained. In addition, in Examples 1 to 4, it was found that the addition ratio of iodine to MPImI can be reduced.

Abstract

ヨウ素を含み、該ヨウ素の濃度が５ｍｍｏｌ／Ｌ以下であることを特徴とする電解液。前記電解液は、更に、ヨウ化物塩、下記一般式（１）（但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～９のアルキル基を表わす。）で表わされるピラゾール誘導体、及び／又は下記一般式（２）（但し、式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～９のアルキル基、炭素数６～１８のアリール基を表わす。）で表わされるホウ酸エステルを含むことが好ましい。

Description

電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法
　本発明は、電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法に関する。
　色素増感太陽電池としては、いわゆるグレッツェル型のシステムが知られている（例えば、非特許文献１参照）。グレッツェル型の色素増感太陽電池（以下、単に「色素増感太陽電池」と言う。）では、金属酸化物半導体粒子の表面に吸着した増感色素に光が照射されることで、増感色素から電子が放出され、この電子が光電極、透明導電膜、外部回路へと順次移動し、電流として取り出される。一方、電子を放出した増感色素は電解液中の酸化還元対から電子を受け取って還元される。それと共に、電解液中の酸化還元対は酸化され、対極側へと移動し、対極に形成された触媒層によって還元される。
　色素増感太陽電池では、ヨウ素を含有する電解液が用いられる。色素増感太陽電池の光電変換効率を所定の範囲とするためには、電解液におけるヨウ素の濃度を調整する必要がある。従来、電解液におけるヨウ素の濃度を０．０２ｍｏｌ／Ｌ～１．０ｍｏｌ／Ｌとすることにより、色素増感太陽電池の光電変換効率の低下を防止する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３－１０５５４１号公報
Nature、第３５３巻、第７３７ページ、１９９１年
　特許文献１の色素増感太陽電池は、学生の学習教材用として、安全かつ簡便に組み立てることができ、屋内でも充分に使用することができるとされている。しかしながら、出力面では、充分ではないという課題があった。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、屋内等の低照度下において、光電変換効率に優れ、高出力が得られる色素増感太陽電池を提供することを可能とする電解液、その電解液を備えた色素増感太陽電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は、以下の電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法である。
［１］ヨウ素を含み、該ヨウ素の濃度が５ｍｍｏｌ／Ｌ以下であることを特徴とする電解液。
［２］ヨウ化物塩を含むことを特徴とする上記［１］に記載の電解液。
［３］下記一般式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 　　　　　　　　　　　　　　　　　 
（但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～９のアルキル基を表わす。）
で表わされるピラゾール誘導体を含むことを特徴とする上記［１］または［２］に記載の電解液。
［４］下記一般式（２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 　　　　　　　　　　　　　　　　　 
（但し、式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～９のアルキル基、炭素数６～１８のアリール基を表わす。）
で表わされるホウ酸エステルを含むことを特徴とする上記［１］～［３］のいずれかに記載の電解液。
［５］透明基板上に積層され、多孔質層を有する光電極と、対極と、上記［１］～［４］のいずれかに記載の電解液と、を備え、前記光電極と前記対極との間に、前記電解液が挟持されてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
［６］透明基板上に積層され、多孔質層を有する光電極と、対極と、電解液と、を備えた色素増感太陽電池の製造方法であって、前記光電極を形成する工程と、前記光電極の前記多孔質層に対向するように、前記対極を配置し、前記光電極と前記対極の周囲を、前記電解液の注入口を残して封止する工程と、前記注入口から、前記光電極と前記対極の隙間に、前記電解液として、上記［１］～［４］のいずれかに記載の電解液を注入した後、前記注入口を封止する工程と、を有することを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
［７］透明基板上に積層され、透明基板上に積層され、多孔質層を有する光電極と、対極と、電解液と、を備えた色素増感太陽電池の製造方法であって、前記光電極を形成する工程と、前記光電極の前記多孔質層に対向するように、前記対極を配置するとともに、前記光電極と前記対極の間に、ヨウ素を含む容器を設ける工程と、対向して配置された前記光電極と前記対極の周囲を、電解液の注入口を残して封止する工程と、前記注入口から、前記光電極と前記対極の隙間にヨウ素を含まない電解液を注入した後、前記注入口を封止する工程と、前記容器に含まれるヨウ素を、前記ヨウ素を含まない電解液中に拡散させて、前記光電極と前記対極の隙間に、前記ヨウ素を含み、前記ヨウ素の濃度が０．００５ｍｏｌ／Ｌ以下の電解液を調製する工程と、を有することを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
　本発明によれば、屋内等の低照度下において、光電変換効率に優れ、高出力が得られる色素増感太陽電池を提供することを可能とする電解液、その電解液を備えた色素増感太陽電池およびその製造方法を提供することができる。
本発明の第二態様の色素増感太陽電池の一般的な構造を示す断面模式図である。
　本発明の電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法の実施の形態について説明する。
　なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
［電解液］
　本発明の第一態様の電解液は、ヨウ素を含み、ヨウ素の濃度が５ｍｍｏｌ／Ｌ以下である溶液である。より詳細には、本実施形態の電解液は、色素増感太陽電池において、電気を流すための酸化還元反応を生じるヨウ素と、溶媒と、を少なくとも含む溶液である。
「ヨウ素」
　本実施形態の電解液において、ヨウ素の濃度は、５ｍｍｏｌ／Ｌ以下であり、３ｍｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．５ｍｍｏｌ／Ｌ～２ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましく、１．０ｍｍｏｌ／Ｌを超し、かつ、１．５ｍｍｏｌ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
　本実施形態の電解液は、ヨウ素濃度が５ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるため、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。また、本実施形態の電解液は、ヨウ素濃度が０．５ｍｍｏｌ／Ｌ以上であれば、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
　本実施形態において、低照度下とは、色素増感太陽電池の受光面を照らす光の明るさが１ ｌｘ（ルクス）～２０００ ｌｘ（ルクス）の範囲の環境下のことである。
　本実施形態において、照度は、１平方メートルの面が１ルーメンの光束で照らされるときの照度によって定義される。
「溶媒」
　溶媒としては、非水系溶媒を使用することが好ましい。非水系溶媒の例としては、アセトニトリルやプロピオニトリル等のニトリル系非水溶媒、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン等のラクトン系非水溶媒、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ―ブチロラクトン、ビニレンカーボネート等のカーボネート系非水溶媒、エチルメチルイミダゾリウムテトラシアノボレートやエチルメチルイミダゾリウムジシアナミド等のイオン液体、２－メチルスルホラン、３－メチルスルホラン、２，４－ジメチルスルホラン、２－エチルスルホラン、スルホラン－３－オール、ペンタメチレンスルホン等のスルホラン（環状スルホン）、メチルイソプロピルスルホン、エチルイソブチルスルホン、３－（メタンスルホニル）ペンタン等のスルホン等が挙げられる。
　スルホランの中でも、３－メチルスルホランが好ましい。
　溶媒として、スルホランまたはスルホンを用いることにより、その他の溶媒を用いた場合よりも、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
　また、本実施形態の電解液は、ポリアクリロニトリル等のゲル化剤によってゲル化されていてもよい。
「ヨウ化物塩」
　本実施形態の電解液は、ヨウ化物塩を含むことが好ましい。ヨウ化物塩は、色素増感太陽電池において、電気を流すための酸化還元反応を生じる三ヨウ化物イオン（Ｉ３ －）を供給する。
　ヨウ化物塩としては、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムヨージド（ＥＭＩｍＩ）、１－メチル－３－プロピルイミダゾリウムヨージド（ＭＰＩｍＩ）、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムヨージド（ＢＭＩｍＩ）等の１，３－アルキルイミダゾリウムヨージド等が挙げられる。また、異なるヨウ化物塩の混合物を用いても良い。
　本実施形態の電解液がヨウ化物塩を含むことにより、電解液がヨウ化物塩を含まない場合よりも、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
　本実施形態の電解液において、ヨウ化物塩の濃度は、０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ～１０ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、０．１ｍｍｏｌ／Ｌ～１．０ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
　本実施形態の電解液において、ヨウ化物塩の濃度が上記の範囲内であれば、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
　また、本実施形態の電解液において、ヨウ化物塩に対するヨウ素の量（ヨウ素／ヨウ化物塩）が、質量比で、０．００１～０．１であることが好ましく、０．００３～０．０１であることがより好ましい。
　本実施形態の電解液において、ヨウ化物塩に対するヨウ素の量が、上記の範囲内であれば、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
　尚、本実施形態の電解液におけるヨウ化物塩の定量は公知の方法により行うことができ、例えば、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析や液体クロマトグラフィー(ＬＣ)により行うことができる。また、電解液中のヨウ素についても公知の方法によって定量することができ、例えば、分光光度法によって得られるＩ３－の吸収ピーク値から、電解液におけるＩ２(ヨウ素)の量を算出することができる。
「ピラゾール誘導体」
　本実施形態の電解液は、更にピラゾール誘導体を含むことが好ましい。
　本実施形態の電解液は、下記一般式（１）で表わされるピラゾール誘導体を含むことが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 　　　　　　　　　　　　　　　　　 
（但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～９のアルキル基を表わす。）
　ピラゾール誘導体としては、例えば、３，５－ジメチルピラゾール（ＤＭＰｚ）、４－メチルピラゾール、３－エチルピラゾール、３，４，５－トリメチルピラゾール等が挙げられる。また、異なるピラゾール誘導体の混合物を用いても良い。
　本実施形態の電解液がピラゾール誘導体を含むことにより、電解液がピラゾール誘導体を含まない場合よりも、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
　本実施形態の電解液において、ピラゾール誘導体の濃度は、０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ～２．０ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、０．１ｍｍｏｌ／Ｌ～１．０ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
　本実施形態の電解液において、ピラゾール誘導体の濃度が上記の範囲内であれば、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
「ホウ酸エステル」
　本実施形態の電解液は、更にホウ酸エステルを含むことが好ましい。
　本実施形態の電解液は、下記一般式（２）で表わされるホウ酸エステルを含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 　　　　　　　　　　　　　　　　　 
（但し、式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～９のアルキル基、炭素数６～１８のアリール基を表わす。）
　ホウ酸エステルとしては、例えば、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリブチル（ＴＢＢ）、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリイソプロピル、ホウ酸トリヘキシル等が挙げられる。また、異なるホウ酸エステルの混合物を用いても良い。
　本実施形態の電解液がホウ酸エステルを含むことにより、電解液がホウ酸エステルを含まない場合よりも、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
　本実施形態の電解液において、ホウ酸エステルの濃度は、０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ～１．０ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ～０．５ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
　本実施形態の電解液において、ホウ酸エステルの濃度が上記の範囲内であれば、本実施形態の電解液を備えた色素増感太陽電池は、屋内等の低照度下においても、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
　本実施形態の電解液には、上記の成分の他に、コバルト錯体、テトラアルキルアンモニウム塩、窒素含有環状化合物等の導電性高分子が含まれていてもよい。このような導電性高分子が含まれる場合、その量は、０．１Ｍ～５．０Ｍであることが好ましく、０．３Ｍ～３．０Ｍであることがより好ましく、０．５Ｍ～０．１.５Ｍであることが特に好ましい。
　本実施形態の電解液によれば、ヨウ素の濃度が５ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるため、屋内等の低照度下において、光電変換効率に優れ、高出力が得られる色素増感太陽電池を提供することができる。
　なお、本実施形態の電解液を用いた色素増感太陽電池は、屋外の高照度下においても用いることができる。
　本発明の電解液は、ヨウ素と前記ヨウ化物塩とを含むことが好ましく、ヨウ素及びヨウ化物塩に加えて、更に前記ピラゾール誘導体及び前記ホウ酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を含むことが更に好ましい。また、前記ピラゾール誘導体及び前記ホウ酸エステルの両方を含むことが特に好ましい。これらの成分の濃度に関しては、上記した通りである。
［電解液の製造方法］
　前記した本発明の電解液は、ヨウ素、及び必要に応じてヨウ化物塩、ピラゾール誘導体及びホウ酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を、前記の溶媒に添加し、得られた混合物を撹拌することにより製造することができる。ヨウ素及び前記の化合物の添加順序については特に制限はない。各成分の配合量については、前記した濃度に対応する量を添加すれば良い。即ち、例えば、ヨウ素の添加量は、最終的に得られる電解液１Ｌ当たりのヨウ素の量が、５ｍｍｏｌ以下となるようにし、他の成分についても同様である。また、各成分の好ましい配合量についても同様に、各成分の好ましい濃度に対応するものとする。
　得られた混合物の撹拌は、超音波振動等により行うことができる。撹拌時間は、撹拌方法等にもよるが、１分～１時間程度行えばよい。また、撹拌の際の温度は、０～５０℃の範囲内で適宜設定することができ、室温であっても良い。
［色素増感太陽電池］
　図１は、本発明の第二態様の色素増感太陽電池の一般的な構造を示す断面模式図である。
　本発明の第二態様の色素増感太陽電池は、図１に示すように、透明基板１上に積層された透明導電膜２および多孔質酸化物半導体層３によって構成される光電極１１と、対極１２と、電解液５とを有し、光電極１１と対極１２との間に、電解液５が挟持されてなる色素増感太陽電池１０である。
「光電極」
　光電極１１は、例えば、ガラス基板からなる透明基板１の上に形成されており、透明導電膜２および多孔質層である多孔質酸化物半導体層３により構成されている。
　光電極１１を形成する（積層する）透明基板（透明基材）１としては、ガラス製に限定されず、透明な可視光透過性を有する基板であれば特に制限されない。透明基板１としては、ガラス基板の他、例えば、透明な樹脂からなる基板またはフィルムもしくはシートが挙げられる。
　ガラス基板を構成するガラスとしては、可視光の透過性を有するものが好ましく、ソーダライムガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、バイコールガラス、無アルカリガラス、青板ガラス、白板ガラス等が挙げられる。
　透明な樹脂（プラスチック）としては、可視光の透過性を有するものが好ましく、例えば、ポリアクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド等が挙げられる。これらの中でも、可視光の透過性および耐熱性に優れる観点から、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。また、薄くて軽いフレキシブルな色素増感太陽電池を製造する観点からは、透明基板１はプラスチック製の透明基材であることが好ましく、ＰＥＴフィルムであることがより好ましい。
　透明導電膜２としては、特に限定されず、従来公知の色素増感太陽電池に用いられる透明導電層が適用可能であり、例えば、金属酸化物で構成される薄膜が挙げられる。
　金属酸化物としては、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化亜鉛、酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、酸化インジウム／酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化ガリウム／酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化チタン等が挙げられる。これらの中でも、比抵抗が小さく、電気伝導率が高いＩＴＯ、並びに、耐熱性および耐候性に優れたＦＴＯが特に好ましい。
　多孔質酸化物半導体層３を構成する酸化物半導体としては、従来公知の材料が適用可能であり、増感色素および金属イオンを吸着可能な材料であればよく、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）等が挙げられる。
　多孔質酸化物半導体層３が酸化物半導体の微粒子によって構成される場合、多孔質酸化物半導体層３は、微粒子を含む公知のペーストが透明基板１上で焼成されることにより形成された多孔質層であってもよい。また、微粒子を搬送ガスにより透明基板１上に吹き付けることにより、微粒子同士が接合された状態で形成された多孔質層を適用してもよい。
　微粒子を吹き付けて多孔質層を形成する方法としては、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）を例示できる。
　多孔質酸化物半導体層３を形成する微粒子の平均一次粒子径は、その微粒子を用いて、透明基板１に多孔質層を成膜する方法によって、好適な範囲が異なる場合があるが、通常は、１ｎｍ～５００μｍが好ましく、１ｎｍ～２５０μｍがより好ましく、５ｎｍ～１００μｍがさらに好ましく、１０ｎｍ～１０μｍが特に好ましい。
　なお、微粒子の平均一次粒子径を求める方法としては、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置の測定により得られた体積平均径の分布のピーク値として決定する方法や、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察によって複数の微粒子の長径を測定し、その測定値を平均する方法が挙げられる。微粒子の平均一次粒子径は、ＳＥＭ観察によって測定することが好ましい。
「対極」
　対極１２は、ガラス基板７上に白金等の金属からなる金属膜６が形成された構成を有する。対極１２の構成はこれに限定されず、従来公知の対極が適用可能であり、例えば、金属板や導電性基板、導電性シート等が適用できる。
「電解液」
　電解液５としては、上述の第一態様の電解液が用いられる。
　本実施形態の色素増感太陽電池は、電解液５として、上述の第一態様の電解液が用いられているため、屋内等の低照度下において、光電変換効率に優れ、高出力が得られる。
［色素増感太陽電池の製造方法］
（第三態様）
　図１を参照して、本発明の第三態様の色素増感太陽電池の製造方法を説明する。
　本実施形態では、上述の第二態様の色素増感太陽電池１０を製造する方法を例示する。
　本実施形態の色素増感太陽電池の製造方法は、光電極１１を形成する工程と、光電極１１の多孔質酸化物半導体層３に対向するように、対極１２を配置し、光電極１１と対極１２の周囲を、電解液の注入口を残して封止する工程と、注入口から、光電極１１と対極１２の隙間に電解液５を注入した後、注入口を封止する工程と、を有する。
　以下、本実施形態の色素増感太陽電池の製造方法を、より詳細に説明する。
「光電極を形成する工程」
　光電極を形成する工程では、まず、ＡＤ法により透明基板１上に形成された多孔質酸化物半導体層３を、増感色素を溶解させた溶液中に浸漬することにより、多孔質酸化物半導体層３の少なくとも表面に増感色素を吸着させる。通常、酸化チタン等の多孔質酸化物半導体層３の表面には水酸基等の吸着基が存在するため、この吸着基に増感色素が物理化学的に相互作用することにより吸着させることができる。
　以上により、光電極１１が得られる。
「多孔質酸化物半導体層に増感色素を吸着させる方法」
　多孔質酸化物半導体層３に増感色素を吸着させる方法は、多孔質酸化物半導体層３が増感色素を担持する状態を維持可能な方法であれば、特に限定されない。従来の光電極の製造方法においては、基材上に成膜された酸化物半導体からなる多孔質膜を、増感色素を溶媒に溶解した色素溶液中に浸漬することにより、色素を吸着させることが行われている。
　本発明では、従来と同様の色素溶液に多孔質酸化物半導体層３を浸漬することにより、または、色素溶液を多孔質酸化物半導体層３に噴霧もしくは滴下することにより、多孔質酸化物半導体層３に増感色素を吸着させる方法を適用できる。
　増感色素を溶解する溶媒としては、増感色素の種類に応じて適宜選択され、例えば、アルコール類、ニトリル類、エーテル類、エステル類、ケトン類、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。
　アルコール類としては、その化学構造の骨格が直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれでもよく、一価アルコールおよび多価アルコールのいずれでもよく、例えば、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－メチル－１－プロパノール（イソブタノール）、２－ブタノール、２－メチル－２－プロパノール（ｔｅｒｔ－ブタノール）、エチレングリコール等が挙げられる。
　ニトリル類としては、アセトニトリル、プロピオニトリル等が挙げられる。
　エーテル類としては、その化学構造の骨格が直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれでもよく、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
　エステル類としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
　ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
　炭化水素類としては、その化学構造の骨格が直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれでもよく、脂肪族系炭化水素および芳香族系炭化水素のいずれでもよく、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン等が挙げられる。
　ハロゲン化炭化水素類としては、例えば、塩化メチレン、クロロホルム等が挙げられる。
　溶媒は、水分含量が低いほど好ましく、乾燥剤等を用いて無水化処理したものが好ましい。溶媒の水分含量を低減することにより、増感色素の担持阻害が一層抑制され、一層良好な状態で増感色素を担持させることができる。
　溶媒は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。２種以上を組み合わせて用いる場合、その組み合わせおよび比率は、目的に応じて適宜選択される。
　色素溶液における色素濃度は、特に限定されないが、通常、０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ～１ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、０．１ｍｍｏｌ／Ｌ～０．５ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
　色素溶液の取り扱いは、乾燥雰囲気下で行うことが好ましく、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行うことがより好ましい。ここで、「乾燥雰囲気」とは、気体中の水分含量が本発明の効果を妨げないように低減されていることを指す。このようにして、色素溶液への水分混入を抑制することにより、増感色素の担持阻害が一層抑制され、一層良好な状態で増感色素を担持させることができる。
　色素溶液を用いて多孔質酸化物半導体層３に増感色素を吸着（担持）させた後、多孔質酸化物半導体層３をアルコール等の溶媒で過剰な色素を軽く洗浄してもよい。
「増感色素」
　増感色素は、多孔質酸化物半導体層３に物理的または化学的に吸着させることが可能な色素であれば特に制限されず、従来公知の色素増感太陽電池に用いられている増感色素を適用することができる。
　増感色素としては、例えば、Ｎ３、Ｎ７１９（レッドダイ）またはＮ７４９（ブラックダイ）と一般に呼ばれるルテニウムを含むルテニウム系色素、あるいは、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、チオフェン系、インドリン系、キサンテン系、カルバゾール系、ペリレン系、ポルフィリン系、フタロシアニン系、メロシアニン系、カテコール系、スクアリリウム系等の各種有機色素等が挙げられる。さらに、これらの色素を組み合わせたドナー－アクセプター複合色素等が挙げられる。
　増感色素としては、化学構造中にカルボキシ基を有するものが好ましい。多孔質酸化物半導体層３は酸化物半導体からなるため、カルボキシ基が多孔質酸化物半導体層３に対してエステル結合または水素結合を奏することができ、増感色素と多孔質酸化物半導体層３との吸着性を高めて、増感色素が多孔質酸化物半導体層３から脱離することを抑制できる。
　増感色素は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
「光電極と対極の周囲を封止する工程」
　次に、光電極１１の多孔質酸化物半導体層３に対向するように、対極１２を配置し、電解液５の注入口を残して、光電極１１と対極１２の周囲を樹脂等の公知の封止材４で封止する。
「電解液を注入する工程」
　次に、封止材４により封止されていない注入口から、光電極１１と対極１２の隙間に電解液５を注入した後、注入口を封止する。
　ここで注入する電解液５としては、上述の第一態様の電解液が用いられる。
　次に、光電極１１と対極１２とを電気的に接続することによって、色素増感太陽電池１０が得られる。
　本実施形態の色素増感太陽電池の製造方法によれば、電解液５を用いることにより、上述の第二態様の色素増感太陽電池１０を容易に製造することができる。
（第四態様）
　図１を参照して、本発明の第四態様の色素増感太陽電池の製造方法を説明する。
　本実施形態では、上述の第二態様の色素増感太陽電池１０を製造する方法を例示する。
　本実施形態の色素増感太陽電池の製造方法は、光電極１１を形成する工程と、光電極１１の多孔質酸化物半導体層３に対向するように、対極１２を配置するとともに、光電極１１と対極１２の間に、ヨウ素を含む容器を設ける工程と、対向して配置された光電極１１と対極１２の周囲を、電解液の注入口を残して封止する工程と、注入口から、光電極１１と対極１２の隙間にヨウ素を含まない電解液を注入した後、注入口を封止する工程と、容器に含まれるヨウ素を、ヨウ素を含まない電解液中に拡散させて、光電極１１と対極１２の隙間に、ヨウ素を含み、ヨウ素の濃度が０．００５ｍｏｌ／Ｌ以下の電解液５を調製する工程と、を有する。
　以下、本実施形態の色素増感太陽電池の製造方法を、より詳細に説明する。
「光電極を形成する工程」
　光電極を形成する工程は、上述の第三態様における工程と同様である。
「ヨウ素を含む容器を設ける工程」
　次に、光電極１１の多孔質酸化物半導体層３に対向するとともに、光電極１１と対極１２の間に、ヨウ素を含む容器を設ける。
　ヨウ素を含む容器としては、圧力または熱を加えることにより、容易に開封し、光電極１１と対極１２の隙間に充填される、ヨウ素を含まない電解液中に、ヨウ素を拡散することができるものであれば特に限定されない。このような容器としては、例えば、カプセル状の容器が挙げられる。
　また、この容器が設けられる位置は、光電極１１と対極１２の隙間に充填される、ヨウ素を含まない電解液中に、ヨウ素を均一に拡散することができる位置であれば特に限定されない。
「光電極と対極の周囲を封止する工程」
　次に、電解液の注入口を残して、対向して配置された光電極１１と対極１２の周囲を樹脂等の公知の封止材４で封止する。
「電解液を注入する工程」
　次に、封止材４により封止されていない注入口から、光電極１１と対極１２の隙間に、ヨウ素を含まない電解液を注入した後、注入口を封止する。
「ヨウ素を含む電解液の調製
　次に、ヨウ素を含む容器に圧力または熱を加えることにより、その容器を開封し、その容器に含まれるヨウ素を、ヨウ素を含まない電解液中に拡散させて、光電極１１と対極１２の隙間に、ヨウ素を含み、ヨウ素の濃度が０．００５ｍｏｌ／Ｌ以下の電解液５を調製する。
　次に、光電極１１と対極１２とを電気的に接続することによって、色素増感太陽電池１０が得られる。
　本実施形態の色素増感太陽電池の製造方法によれば、予め光電極１１と対極１２の間に、ヨウ素を含む容器を設け、光電極１１と対極１２の隙間にヨウ素を含まない電解液を注入した後、容器に含まれるヨウ素を、ヨウ素を含まない電解液中に拡散させて、光電極１１と対極１２の隙間に、ヨウ素を含み、ヨウ素の濃度が０．００５ｍｏｌ／Ｌ以下の電解液５を調製することにより、上述の第二態様の色素増感太陽電池１０を容易に製造することができる。
（第五態様）
　図１を参照して、本発明の第五態様の色素増感太陽電池の製造方法を説明する。
　本実施形態では、上述の第二態様の色素増感太陽電池１０を製造する方法を例示する。
　本実施形態の色素増感太陽電池の製造方法は、光電極１１を形成する工程と、光電極１１の多孔質酸化物半導体層３に所定量の電解液を滴下する工程と、光電極１１の多孔質酸化物半導体層３に対向するように、対極１２を配置し、光電極１１と対極１２の周囲を封止する工程と、を有する。
　以下、本実施形態の色素増感太陽電池の製造方法を、より詳細に説明する。
「光電極を形成する工程」
　光電極を形成する工程は、上述の第三態様における工程と同様である。
「電解液を滴下する工程」
　次に、光電極１１の多孔質酸化物半導体層３に所定量の電解液を滴下する。
　ここで滴下する電解液５としては、上述の第一態様の電解液が用いられる。
「光電極と対極の周囲を封止する工程」
　次に、光電極１１の多孔質酸化物半導体層３に対向するように、対極１２を配置し、光電極１１と対極１２の周囲を樹脂等の公知の封止材４で封止する。
　次に、光電極１１と対極１２とを電気的に接続することによって、色素増感太陽電池１０が得られる。
　本実施形態の色素増感太陽電池の製造方法によれば、電解液５を用いることにより、上述の第二態様の色素増感太陽電池１０を容易に製造することができる。
　以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［比較例］
　ガラス基板の表面に、ＦＴＯからなる透明導電膜が製膜された導電性ガラス基板を用いた。
　エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）によって、平均粒径が約２０ｎｍのＴｉＯ２粒子を透明導電膜の表面に吹き付けて、ガラス基板上に、チタニア微粒子からなる厚さ１０ｎｍの多孔質酸化物半導体層を得た。
　得られた光電極の作用面積は０．１６ｃｍ２であった。
　また、対極として、ガラス基板上に白金からなる薄膜が形成されたものを用意した。
　以下のようにして、電解液を調製した。
　１－メチル－３－プロピルイミダゾリウムヨージド（ＭＰＩｍＩ）を所定量秤量して、ビーカーに投入した。
　次いで、ＭＰＩｍＩを含むビーカー内に、溶媒として、γ－ブチロラクトンを添加し、ＭＰＩｍＩの濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌの溶液を調製した。
　次いで、その溶液に、ヨウ素を添加した後、超音波により、その溶液を５分間撹拌し、比較例の電解液を得た。得られた電解液におけるヨウ素の濃度は５０ｍｍｏｌ／Ｌであった。
　アセトニトリルと２－メチル－２－プロパノールを、質量比で１：１の割合で含む混合溶媒に、増感色素のＮ７１９を溶解して、増感色素のＮ７１９の濃度が０．３ｍｍｏｌ／Ｌの色素溶液を調製した。
　この色素溶液に、ＡＤ法によりガラス基板１上に形成された多孔質酸化物半導体層を浸漬することにより、多孔質酸化物半導体層の表面に増感色素を吸着させた。
　増感色素の吸着が完了した光電極を、色素溶液から取り出し、アセトニトリルで洗浄した。
　次いで、光電極の多孔質酸化物半導体層に対向するように、対極を配置し、電解液の注入口を残して、光電極と対極の周囲をポリエチレンからなる封止材で封止した。
　次いで、封止材により封止されていない注入口から、光電極と対極の隙間に、上記の電解液を注入した後、注入口を封止し、比較例の色素増感太陽電池を得た。
　なお、多孔質酸化物半導体層の表面への増感色素の吸着、および、色素増感太陽電池の組立を、窒素雰囲気下で行った。
［実施例１］
　ヨウ素の濃度が５ｍｍｏｌ／Ｌとなるようにしたこと以外は、比較例と同様にして、実施例１の電解液を調製した。
　また、実施例１の電解液を用いたこと以外は、比較例と同様にして、実施例１の色素増感太陽電池を得た。
［実施例２］
　ヨウ素の濃度が０．５ｍｍｏｌ／Ｌとなるようにしたこと以外は、比較例と同様にして、実施例２の電解液を調製した。
　また、実施例２の電解液を用いたこと以外は、比較例と同様にして、実施例２の色素増感太陽電池を得た。
［実施例３］
　ＭＰＩｍＩの濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌの溶液に、ジメチルピラゾール（ＤＭＰｚ）およびヨウ素をこの順に添加した後、超音波により、その溶液を５分間撹拌し、ヨウ素の濃度が５ｍｍｏｌ／Ｌの電解液を得たこと以外は、比較例と同様にして、実施例３の電解液を調製した。得られた電解液におけるＤＭＰｚの濃度は０．５ｍｏｌ／Ｌであった。
　また、実施例３の電解液を用いたこと以外は、比較例と同様にして、実施例３の色素増感太陽電池を得た。
［実施例４］
　ＭＰＩｍＩの濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌの溶液に、ジメチルピラゾール（ＤＭＰｚ）、ホウ酸トリブチル（ＴＢＢ）およびヨウ素をこの順に添加した後、超音波により、その溶液を５分間撹拌し、ヨウ素の濃度が５ｍｍｏｌ／Ｌの電解液を得たこと以外は、比較例と同様にして、実施例４の電解液を調製した。得られた電解液におけるＤＭＰｚの濃度は０．５ｍｏｌ／Ｌ、ＴＢＢの濃度は０．１ｍｏｌ／Ｌであった。
　また、実施例４の電解液を用いたこと以外は、比較例と同様にして、実施例４の色素増感太陽電池を得た。
［評価］
　以下に示す方法により、比較例および実施例１～４の色素増感太陽電池の最大出力（μＷ／ｃｍ２）を測定した。結果を表１に示す。
　色素増感太陽電池の最大出力は、ソーラーシミュレーターを用いて、照度２００ｌｘの環境で評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 　　　　　　　　　　　　　　　　　 
　表１の結果から、実施例１～４のように、電解液におけるヨウ素の濃度を、０．５ｍｍｏｌ／Ｌ～５ｍｍｏｌ／Ｌとすることにより、電解液におけるヨウ素の濃度が５０ｍｍｏｌ／Ｌである比較例よりも、低照度下において、高出力が得られることが分かった。
　また、電解液にＤＭＰｚを添加した実施例３では、電解液にＤＭＰｚを添加していない実施例１，２よりも、高出力が得られることが分かった。
　また、電解液にＤＭＰｚおよびＴＢＢを添加した実施例４では、電解液にＤＭＰｚおよびＴＢＢを添加していない実施例１，２、および、電解液にＴＢＢを添加していない実施例３よりも、高出力が得られることが分かった。
　また、実施例１～４は、ＭＰＩｍＩに対するヨウ素の添加率も少なくすることができることが分かった。
　１　　透明基板
　２　　透明導電膜
　３　　多孔質酸化物半導体層
　４　　封止材
　５　　電解液
　６　　金属膜
　７　　ガラス基板
　１０　色素増感太陽電池
　１１　光電極
　１２　対極

Claims (7)

  1. 　ヨウ素を含み、該ヨウ素の濃度が５ｍｍｏｌ／Ｌ以下であることを特徴とする電解液。
  2. 　ヨウ化物塩を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電解液。
  3. 　下記一般式（１）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     　　　　　　　　　　　　　　　　　 
    （但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～９のアルキル基を表わす。）
    で表わされるピラゾール誘導体を更に含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電解液。
  4. 　下記一般式（２）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     　　　　　　　　　　　　　　　　　 
    （但し、式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～９のアルキル基、炭素数６～１８のアリール基を表わす。）
    で表わされるホウ酸エステルを更に含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電解液。
  5. 　透明基板上に積層され、多孔質層を有する光電極と、対極と、請求項１～４のいずれか１項に記載の電解液と、を備え、
    　前記光電極と前記対極との間に、前記電解液が挟持されてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
  6. 　透明基板上に積層され、多孔質層を有する光電極と、対極と、電解液と、を備えた色素増感太陽電池の製造方法であって、
    　前記光電極を形成する工程と、
    　前記光電極の前記多孔質層に対向するように、前記対極を配置し、前記光電極と前記対極の周囲を、前記電解液の注入口を残して封止する工程と、
    　前記注入口から、前記光電極と前記対極の隙間に、前記電解液として、請求項１～４のいずれか１項に記載の電解液を注入した後、前記注入口を封止する工程と、を有することを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
  7. 　透明基板上に積層され、多孔質層を有する光電極と、対極と、電解液と、を備えた色素増感太陽電池の製造方法であって、
    　前記光電極を形成する工程と、
    　前記光電極の前記多孔質層に対向するように、前記対極を配置するとともに、前記光電極と前記対極の間に、ヨウ素を含む容器を設ける工程と、
    　対向して配置された前記光電極と前記対極の周囲を、電解液の注入口を残して封止する工程と、
    　前記注入口から、前記光電極と前記対極の隙間にヨウ素を含まない電解液を注入した後、前記注入口を封止する工程と、
    　前記容器に含まれるヨウ素を、前記ヨウ素を含まない電解液中に拡散させて、前記光電極と前記対極の隙間に、前記ヨウ素を含み、前記ヨウ素の濃度が０．００５ｍｏｌ／Ｌ以下の電解液を調製する工程と、を有することを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。
PCT/JP2016/076947 2016-09-13 2016-09-13 電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法 WO2018051404A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/076947 WO2018051404A1 (ja) 2016-09-13 2016-09-13 電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/076947 WO2018051404A1 (ja) 2016-09-13 2016-09-13 電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018051404A1 true WO2018051404A1 (ja) 2018-03-22

Family

ID=61619411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/076947 WO2018051404A1 (ja) 2016-09-13 2016-09-13 電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018051404A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4911500B1 (ja) * 1970-11-19 1974-03-18
JP2005216490A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 光電変換素子及びそれを用いた色素増感型太陽電池
JP2013020789A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Japan Carlit Co Ltd:The 色素増感太陽電池用電解液およびそれを用いた色素増感太陽電池
JP2013201099A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Fujikura Ltd 低照度用色素増感太陽電池
JP2016076602A (ja) * 2014-10-06 2016-05-12 シャープ株式会社 低照度環境下において使用可能な機器
WO2016076161A1 (ja) * 2014-11-12 2016-05-19 株式会社フジクラ 低照度用色素増感光電変換素子の電解質、及び、これを用いた低照度用色素増感光電変換素子

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4911500B1 (ja) * 1970-11-19 1974-03-18
JP2005216490A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 光電変換素子及びそれを用いた色素増感型太陽電池
JP2013020789A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Japan Carlit Co Ltd:The 色素増感太陽電池用電解液およびそれを用いた色素増感太陽電池
JP2013201099A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Fujikura Ltd 低照度用色素増感太陽電池
JP2016076602A (ja) * 2014-10-06 2016-05-12 シャープ株式会社 低照度環境下において使用可能な機器
WO2016076161A1 (ja) * 2014-11-12 2016-05-19 株式会社フジクラ 低照度用色素増感光電変換素子の電解質、及び、これを用いた低照度用色素増感光電変換素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bella et al. Cobalt-based electrolytes for dye-sensitized solar cells: Recent advances towards stable devices
JP5008034B2 (ja) 光電変換素子及びその製造方法
KR20110134470A (ko) 색소 증감 태양전지, 광전 변환 소자 및 그것에 사용되는 색소
Sundararajan et al. Exploring the effect of novel N-butyl-6-methylquinolinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide ionic liquid addition to poly (methyl methacrylate-co-methacrylic) acid electrolyte system as employed in gel-state dye sensitized solar cells
JP2007066526A (ja) 半導体電極，色素増感太陽電池およびその製造方法
Zhang et al. Imidazolium functionalized bis-2, 2, 6, 6-tetramethyl-piperidine-1-oxyl (TEMPO) bi-redox couples for highly efficient dye-sensitized solar cells
Zhang et al. Highly efficient dye-sensitized solar cells based on low concentration organic thiolate/disulfide redox couples
Agarwala et al. Investigation of ionic conductivity and long-term stability of a LiI and KI coupled diphenylamine quasi-solid-state dye-sensitized solar cell
JP5444195B2 (ja) 多孔質体の染色方法
JP2017011131A (ja) 電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法
Ma et al. Photovoltaic Counter Electrodes: An Alternative Approach to Extend Light Absorption Spectra and Enhance Performance of Dye‐Sensitized Solar Cells
WO2018051404A1 (ja) 電解液、色素増感太陽電池およびその製造方法
JP6140940B2 (ja) 光電変換素子用光電極及びその製造方法
EP2696372A1 (en) Metal oxide semiconductor electrode having porous thin film, dye-sensitized solar cell using same, and method for manufacturing same
JP2010244857A (ja) 色素増感太陽電池用電解液及び色素増感太陽電池
JP5709502B2 (ja) 電解液及び光電変換素子
JP5773837B2 (ja) 電解液及び光電変換素子
JP5713853B2 (ja) 電解液及び光電変換素子
TW201808912A (zh) 電解液、染料敏化太陽電池及其製造方法
JP5709462B2 (ja) 電解液及び光電変換素子
JP5591156B2 (ja) 電解液及び光電変換素子
JP6004839B2 (ja) 電解液及び光電変換素子
US9236194B2 (en) Metal oxide-encapsulated dye-sensitized photoanodes for dye-sensitized solar cells
JP5131732B2 (ja) 色素増感太陽電池用の色素吸着半導体電極の製造方法
JP2011060503A (ja) 光電変換素子用の色素、光電変換素子及び色素増感太陽電池

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16916189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16916189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP