CN103314480A - 染料敏化太阳能电池 - Google Patents

染料敏化太阳能电池 Download PDF

Info

Publication number
CN103314480A
CN103314480A CN2012800046127A CN201280004612A CN103314480A CN 103314480 A CN103314480 A CN 103314480A CN 2012800046127 A CN2012800046127 A CN 2012800046127A CN 201280004612 A CN201280004612 A CN 201280004612A CN 103314480 A CN103314480 A CN 103314480A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxide semiconductor
electrode
porous layer
electrolyte
dssc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012800046127A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103314480B (zh
Inventor
松本大介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Fujikura Co Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Publication of CN103314480A publication Critical patent/CN103314480A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103314480B publication Critical patent/CN103314480B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
    • H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
    • H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
    • H01G9/2009—Solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
    • H01G9/209—Light trapping arrangements
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

本发明提供一种可缩短工作电极和对电极之间的距离、具有优异的光电转换特性的染料敏化太阳能电池。本发明的染料敏化太阳能电池包括具有可透过光的导电性基板（5）及设置在导电性基板上的多孔氧化物半导体层（6）的工作电极（1）；与工作电极的多孔氧化物半导体层相向设置的对电极（2）；担载在工作电极的多孔氧化物半导体层上的光敏化染料；配置在工作电极与对电极之间的电解质（4），其中，构成多孔氧化物半导体层（6）的半导体粒子整体的平均粒径在100nm以下，电解质（4）含有无机粒子（4a）且被无机粒子（4a）凝胶化，电解质（4）的反射率比多孔氧化物半导体层（6）的反射率大。

Description

染料敏化太阳能电池
技术领域
本发明涉及染料敏化太阳能电池。
背景技术
近年来，作为光电转换元件，染料敏化太阳能电池由于廉价、能获得高的光电转换效率而受到关注。
染料敏化太阳能电池一般包括工作电极、对电极、担载于工作电极上的光敏化染料和配置在工作电极与对电极之间的电解质。
对于这种染料敏化太阳能电池，人们要求其光电转换特性有进一步的改善，为此，已有各种研究在进行中。
例如，专利文献1中公开了这样一种染料敏化太阳能电池，其具有：玻璃基板；设置在玻璃基板背面的电极；形成在电极下面、沉积有吸附了染料的具有80nm以下粒径的半导体微粒的光吸收粒子层；包括光吸收粒子层、设置在电极下面的电解液部；设置在电解液部下面的相向电极；设置在电极与光吸收粒子层之间的高折射率材料薄膜；设置在光吸收粒子层下面、沉积有具有200～500nm粒径的高折射率材料粒子的光反射粒子层。在该染料敏化太阳能电池中，当太阳光透过玻璃基板、电极及高折射率材料薄膜，入射到光吸收粒子层时，透过光吸收粒子层的光会在光反射粒子层被反射，被该光反射粒子层反射的光中，透过光吸收粒子层、返回到高折射率材料薄膜上的光在高折射率材料薄膜被全反射。其结果，光被封闭在光吸收粒子层，从而能提高光电转换特性。
专利文献：
专利文献1：日本特开平10-255863号公报
发明内容
但是，上述专利文献1中记载的染料敏化太阳能电池仍存在以下问题。
即，在上述专利文献1记载的染料敏化太阳能电池中，在光吸收粒子层的面向相向电极一侧设置有光反射粒子层。该光反射粒子层会将透过光吸收粒子层的光反射、使其返回到光吸收粒子层。因此，光反射粒子层被认为有助于提高光电转换特性。但是，这种情况下，由于在光吸收层的相向电极一侧设置有光反射粒子层，因此，需要相应地增加电极和相向电极之间的距离，这样就会降低光电转换特性。所以，在专利文献1记载的染料敏化太阳能电池中，提高光电转换特性的效果和降低光电转换特性的效果相抵，难以有效地提高光电转化特性。
因此，人们一直在寻求具有优异的光电转换特性的染料敏化太阳能电池。
为了解决上述课题，本发明者进行了深入研究，结果发现，可以通过以下发明解决上述课题。
即，本发明是一种染料敏化太阳能电池，其包括具有可透过光的导电性基板及设置在上述导电性基板上的多孔氧化物半导体层的工作电极、与上述工作电极的上述多孔氧化物半导体层相向设置的对电极、担载在上述工作电极的上述多孔氧化物半导体层上的光敏化染料、配置在上述工作电极与上述对电极之间的电解质，其特征在于，构成上述多孔氧化物半导体层的半导体粒子整体的平均粒径在100nm以下，上述电解质含有无机粒子且被上述无机粒子凝胶化，上述电解质的反射率比上述多孔氧化物半导体层的反射率大。
根据该染料敏化太阳能电池，例如，太阳光透过工作电极的导电性基板，入射到多孔氧化物半导体层。此时，构成多孔氧化物半导体层的半导体粒子整体的平均粒径在100nm以下，多孔氧化物半导体层的表面积极大。因此，能增加担载在多孔氧化物半导体层上的光敏化染料的量。由此，光被担载在多孔氧化物半导体层上的光敏化染料充分吸收。而且，未被多孔氧化物半导体层完全吸收而从多孔氧化物半导体层漏出的光入射到电解质中。此时，由于电解质的反射率比多孔氧化物半导体层的反射率大，因此，入射到电解质中的光被电解质充分反射而返回到多孔氧化物半导体层。此外，电解质使透过多孔氧化物半导体层的光发生散射而返回到多孔氧化物半导体层。因此，无需在多孔氧化物半导体层的对电极侧设置通过沉积高折射率材料粒子而形成且使通过多孔氧化物半导体层的光反射、使其返回多孔氧化物半导体层的光反射粒子层。因此，可缩短工作电极与对电极之间的距离。所以，本发明的染料敏化太阳能电池能具有优异的光电转换特性。此外，由于电解质被无机粒子凝胶化，因此，电解质的流动性充分降低。这样，即使在将染料敏化太阳能电池设置成导电性基板相对于水平面而倾斜的情况下，也与电解质为液态的情况不同，可充分抑制无机粒子在电解质中偏集的现象，能均匀反射透过多孔氧化物半导体层的光。
上述染料敏化太阳能电池在上述对电极的反射率比上述电解质的反射率低的情况下有用。
即，对电极的反射率比电解质的反射率低时，从多孔氧化物半导体层经电解质而入射到对电极的光不会在对电极被充分反射。因此，在电解质中不含无机粒子的情况下，几乎不存在在对电极被反射的光再返回到多孔氧化物半导体层的情况，对电极几乎不具有使从多孔氧化物半导体层漏出的光返回到多孔氧化物半导体层的功能。在这一点上，即使对电极的反射率比电解质的反射率低，只要像本发明那样，电解质中含有无机粒子，则从多孔氧化物半导体层入射到电解质中的光就能被电解质有效地反射。因此，本发明的染料敏化太阳能电池在对电极的反射率比电解质的反射率低的情况下有用。
在上述染料敏化太阳能电池中，优选构成上述多孔氧化物半导体层的上述半导体粒子为氧化物半导体粒子，该氧化物半导体粒子由与无机粒子不同的材料构成或以与上述无机粒子不同的结晶形态构成。
这种情况下，与无机粒子是与多孔氧化物半导体层中使用的氧化物半导体粒子相同的氧化物半导体粒子并以相同的结晶形态构成的情况相比，能进一步提高光电转换特性。
在上述染料敏化太阳能电池中，上述无机粒子优选由氧化物半导体粒子构成。
这种情况下，与无机粒子由导电性粒子构成的情况不同，能充分防止工作电极与对电极短路。而且与无机粒子由绝缘粒子构成的情况也不同，氧化物半导体粒子自身能使电子流动。即，氧化物半导体粒子自身能形成导电通路。因此，光电转换效率进一步提高。
在上述染料敏化太阳能电池中，上述无机粒子的平均粒径优选为5～1000nm。
若无机粒子的平均粒径在5～1000nm的范围内，则与不在该范围的情况相比，可见光及近红外光的反射效率进一步提高。
在上述染料敏化太阳能电池中，上述无机粒子的平均粒径优选为10～400nm。
若无机粒子的平均粒径在10～400nm的范围内，则与不在该范围的情况相比，可见光及近红外光的反射效率进一步提高。
在上述染料敏化太阳能电池中，电解质中的无机粒子的含有率优选为10～90质量％。
若电解质中的无机粒子的含有率在10～90质量％的范围内，则与不在该范围的情况相比，能获得更优异的光电转换特性。
在上述染料敏化太阳能电池中，电解质中的无机粒子的含有率优选为30～70质量％。
若电解质中高的无机粒子的含有率在30～70质量％的范围内，则与不在该范围的情况相比，能获得更优异的光电转换特性。
在上述染料敏化太阳能电池中，优选在上述电解质中，含有二种以上具有不同平均粒径的无机粒子。
这种情况下，由于平均粒径小的无机粒子会充分填埋平均粒径大的无机粒子之间的间隙，因此，从多孔氧化物半导体层入射到电解质层的光会无遗漏地被反射，返回到多孔氧化物半导体层中。此外，电解质由于含有具有不同平均粒径的无机粒子，因此，能充分反射与无机粒子的各平均粒径分别对应的波长的光。
在上述染料敏化太阳能电池中，上述电解质的反射率与上述多孔氧化物半导体层的反射率之差优选为10～70％。
若电解质的反射率与多孔氧化物半导体层的反射率之差在10～70％的范围内，则与不在该范围的情况相比，能获得更优异的光电转换特性。
优选上述染料敏化太阳能电池在上述电解质的周围还具有连接上述工作电极和上述对电极的密封部，并优选与上述密封部中上述导电性基板与上述对电极之间的距离相比，上述多孔氧化物半导体层中的上述导电性基板与上述对电极之间的距离短。
这里，优选构成上述多孔氧化物半导体层的上述半导体粒子为氧化钛，上述无机粒子由二氧化硅构成。
这种情况下，能更进一步提高光电转换特性。
这种情况下，由于有助于发电的多孔氧化物半导体层中的导电性基板与对电极之间的距离变得更短，因此，染料敏化太阳能电池能得到更优异的光电转换特性。
在上述染料敏化太阳能电池中，优选上述对电极具有可挠性。在对电极具有可挠性的情况下，对电极向着工作电极一侧挠曲而凸出，这样，可以缩短工作电极与对电极之间的距离，进一步提高光电转换特性。
优选在上述染料敏化太阳能电池中，上述对电极具有可挠性，上述染料敏化太阳能电池还具有连接上述工作电极与上述对电极的密封部，由上述工作电极、上述对电极及上述密封部形成的单元电池空间在25℃下小于101325Pa。
单元电池空间在25℃下小于101325Pa时，通常，单元电池空间相对于外界气体为负压状态。此时，若对电极具有可挠性，则对电极会向着工作电极一侧挠曲而突出，可进一步缩短对电极与工作电极之间的距离。因此，可进一步提高光电转换效率。
另外，在本发明中，构成多孔氧化物半导体层的半导体粒子整体的平均粒径是指用X射线衍射装置（XRD，理学公司生产的全自动水平型多用途X射线衍射装置SmartLab）测得的平均粒径。
此外，在本发明中，无机粒子的平均粒径在其为1～100nm时，是指用X射线衍射装置（XRD，理学公司生产的全自动水平型多用途X射线衍射装置SmartLab）测得的平均粒径，在其超过100nm时，则是指用透射电子显微镜（Scanning ElectronMicroscope，SEM）测得的平均粒径。
在本发明中，对电极“具有可挠性”是指在20℃的环境下用1N的张力水平固定50mm×200mm的片状对电极的长边侧两边部（分别宽5mm）、在对电极的中央施加20g重的荷载时，对电极发生挠曲，最大变形率超过20％。这里，最大变形率是指根据下式算出的值。
最大变形率（％）＝100×（最大位移量/片状对电极的厚度）
因此，例如，厚度为0.04mm的片状对电极如上述那样施加荷载并由此而挠曲、最大位移量为0.01mm时，最大变形量就是25％，该片状对电极就“具有可挠性”。
此外，本发明中所说的“反射率”是指在400～1000nm的波长区域的反射率的平均值。
还有，在本发明中，“凝胶化”是指电解质失去粘度的状态。具体而言，向内径为15mm、深度为10cm的圆筒状玻璃管中注入10cc电解质，在室温（23℃）下将玻璃管倒置时，如果15分钟后全部电解质未落到下面，就定义为该电解质发生凝胶化。
根据本发明，提供一种具有优异的光电转换特性的染料敏化太阳能电池。
附图说明
图1是显示本发明的染料敏化太阳能电池的一个实施方式的截面图。
图2是示意地显示图1中的担载有光敏化染料的工作电极的截面剖面图。
图3是显示图1的染料敏化太阳能电池的一部分的图。
图4是显示本发明的染料敏化太阳能电池的其他实施方式的截面图。
图5是显示图4的染料敏化太阳能电池的一部分的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。全部图中，对相同或同等的构成要素使用同一符号，省略重复的说明。
图1是显示本发明的染料敏化太阳能电池的优选实施方式的截面图，图2是示意地显示图1中的担载有光敏化染料的工作电极的截面剖面图，图3是显示图1的染料敏化太阳能电池的一部分的图。
如图1所示，染料敏化太阳能电池100具有工作电极1、与工作电极1相向配置的对电极2。这里，工作电极1具有可透过光的导电性基板5、设置在导电性基板5上的多孔氧化物半导体层6。
如图2所示，多孔氧化物半导体层6由氧化物半导体粒子6a构成。构成多孔氧化物半导体层6的氧化物半导体粒子6a整体的平均粒径为各氧化物半导体粒子6a的粒径R的平均值，在100nm以下。多孔氧化物半导体层6与电解质4直接接触，多孔氧化物半导体层6上担载有光敏化染料11。如图1所示，对电极2具有对电极基板9和设置在对电极基板9中工作电极1一侧、促进对电极2表面的还原反应的导电性催化剂层（催化剂膜）10。
在工作电极1和对电极2之间设置有连接工作电极1及对电极2的密封部3。而且，如图3所示，在染料敏化太阳能电池100中，密封部3中的导电性基板5与对电极2的距离L1和多孔氧化物半导体层6中的导电性基板5与对电极2的距离L2相同。这里，密封部3中的导电性基板5与对电极2的距离L1是指密封部3与导电性基板5的界面S1和密封部3与对电极2的界面S2之间的间隔。而多孔氧化物半导体层6中的导电性基板5与电极2之间的距离L2是指多孔氧化物半导体层6与导电性基板5的界面S3和对电极2中与多孔氧化物半导体层6对向的部分2a与电解质4的界面S4之间的间隔。此外，在被工作电极1、对电极2和密封部3所包围的单元电池空间12内充填有含有无机粒子4a和电解质成分4b且被无机粒子4a凝胶化了的电解质4。这里，电解质4不仅存在于多孔氧化物半导体层6的外部，也存在于内部。无机粒子4a均匀地分散在电解质4中。即，无机粒子4a还在电解质4中存在于多孔氧化物半导体层6与对电极2之间和多孔氧化物半导体层6与密封部3之间。而且，电解质4的反射率比多孔氧化物半导体层6的反射率大。
根据上述染料敏化太阳能电池100，例如，太阳光透过工作电极1的导电性基板5而入射到多孔氧化物半导体层6。此时，构成多孔氧化物半导体层6的氧化物半导体粒子6a整体的平均粒径在100nm以下，多孔氧化物半导体层6的表面积极大。因此，可以增加在多孔氧化物半导体层6上担载的光敏化染料11的量。从而，光会被多孔氧化物半导体层6充分吸收。而且，未被多孔氧化物半导体层6完全吸收而从多孔氧化物半导体层6漏出的光会入射在电解质4上。此时，由于电解质4的反射率比多孔氧化物半导体层6的反射率大，因此，入射到电解质4中的光会被电解质4充分反射而送返到多孔氧化物半导体层6。此外，在染料敏化太阳能电池100中，无机粒子4a还在电解质4中不仅存在于多孔氧化物半导体层6与对电极2之间，还存在于多孔氧化物半导体层6与密封部3之间。因此，即使是从多孔氧化物半导体层6泄漏到密封部3侧的光也会被电解质4送返到多孔氧化物半导体层6。此外，电解质4使透过多孔氧化物半导体层6的光散射而送返到多孔氧化物半导体层6。因此，无需在多孔氧化物半导体层6的对电极2侧设置通过沉积高折射率材料粒子而形成且使通过多孔氧化物半导体层6的光反射、送返多孔氧化物半导体层6的光反射粒子层。因此，可缩短工作电极1与对电极2之间的距离。所以，染料敏化太阳能电池100能具有优异的光电转换特性。此外，由于电解质4被无机粒子4a凝胶化，因此，电解质4的流动性被充分降低。因此，即使是在将染料敏化太阳能电池100设置成导电性基板5相对于水平面倾斜的情况下，也与电解质4为液态的情况不同，可充分抑制无机粒子4a在电解质4中偏集的现象，并使电解质4各部位都能反射透过多孔氧化物半导体层6的光。
接着，对工作电极1、光敏化染料11、对电极2、密封部3及电解质4进行详细说明。
（工作电极）
如上所述，工作电极1具有可透过光的导电性基板5和设置在导电性基板5上的多孔氧化物半导体层6。导电性基板5具有透明基板7和设置在透明基板7的对电极2侧的透明导电膜8（参见图1）。
构成透明基材7的材料例如是透明的材料即可，作为这种透明材料，例如可以是硼硅酸玻璃、钠钙玻璃、白玻璃、石英玻璃等玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚碳酸酯（PC）、聚醚砜（PES）等。透明基板7的厚度可根据染料敏化太阳能电池100的尺寸适当确定，无特殊限制，例如只要使其在50μm～10000μm的范围即可。
作为构成透明导电膜8的材料，例如可以是掺锡氧化铟（Indium-Tin-Oxide：ITO）、氧化锡（SnO2）、掺氟氧化锡（Fluorine-doped-Tin-Oxide：FTO）等导电性金属氧化物。透明导电膜8可由单层或不同导电性金属氧化物构成的多层层积体构成。透明导电膜8由单层构成时，因FTO具有高耐热性及耐化学药品性而优选透明导电膜8由FTO构成。此外，作为透明导电膜8，若使用由多层构成的层积体，则因可反映各层的特性而优选。其中，优选使用由ITO构成的层和由FTO构成的层的层积体。这种情况下，能够实现具有高导电性、耐热性及耐化学药品性的透明导电膜8。透明导电膜8的厚度例如在0.01μm～2μm的范围即可。
多孔氧化物半导体层6由氧化物半导体粒子6a构成。氧化物半导体粒子6a例如由氧化钛（TiO2）、氧化锌（ZnO）、氧化钨（WO3）、氧化铌（Nb2O5）、钛酸锶（SrTiO3）、氧化锡（SnO2）、氧化铟（In3O3）、氧化锆（ZrO2）、***（Ta2O5）、氧化镧（La2O3）、氧化钇（Y2O3）、氧化钬（Ho2O3）、氧化铋（Bi2O3）、氧化铈（CeO2）、氧化铝（Al2O3）或它们的二种以上构成。
构成多孔氧化物半导体层6的氧化物半导体粒子6a整体的平均粒径在100nm以下。若构成多孔氧化物半导体层6的氧化物半导体粒子6a整体的平均粒径超过100nm，则光敏化染料11所覆盖的氧化物半导体的表面积减小，即，进行光电转换的场所减少，生成的电子数减少。此外，若构成多孔氧化物半导体层6的氧化物半导体粒子6a整体的平均粒径超过100nm，则氧化物半导体粒子6a自身会将光反射。尤其是将染料敏化太阳能电池100所必需的400～1000nm波长的光反射。由此，光吸收效率会低下。氧化物半导体粒子6a整体的平均粒径优选在70nm以下，更优选在50nm以下，尤其优选在40nm以下。但是，氧化物半导体粒子6a整体的平均粒径优选在15nm以上。这种情况下，与氧化物半导体粒子6a整体的平均粒径小于15nm的情况相比，结晶性不易受损，由此，电子流不易受到阻碍。
多孔氧化物半导体层6的厚度例如在0.5～50μm即可。
多孔氧化物半导体层6优选由通过层积粒度分布不同的氧化物半导体粒子6a而形成的层积体构成。这里，在各层中，氧化物半导体粒子6a整体的平均粒径在100nm以下。这种情况下，可以使层积体各层中的最大吸收波长不同，使多孔氧化物半导体层6各处都能吸收光。另外，多孔氧化物半导体层6也可以用由不同材料构成的多个半导体层的层积体构成。
此外，构成多孔氧化物半导体层6的氧化物半导体粒子6a也可以由平均粒径不同的氧化物半导体粒子的混合物构成。
（光敏化染料）
作为光敏化染料11，例如可列举具有包含联吡啶结构、三联吡啶结构等的配体的钌配合物、卟啉、曙红、罗丹明、部花青素等有机染料。
（对电极）
如上所述，对电极2具有对电极基板9和设置在对电极基板9中工作电极1一侧、促进对电极2表面上的还原反应的导电性催化剂膜（导电层）10。
对电极基板9例如由钛、镍、铂、钼、钨、SUS等耐腐蚀性的金属材料或形成有由ITO、FTO等导电性氧化物构成的膜的上述透明基板7构成。对电极基板9的厚度根据染料敏化太阳能电池100的尺寸适当确定，无特殊限制，例如在0.005～0.1mm即可。
催化剂层10由铂、碳系材料或导电性高分子等构成。这里，作为碳系材料，可以列举出炭黑、科琴黑、碳纳米管，其中，尤其优选使用碳纳米管。
对电极2的反射率可在电解质4的反射率以上，也可比电解质4的反射率低，但染料敏化太阳能电池100在对电极2的反射率比电解质4的反射率低的情况下尤其有用。即，在对电极2的反射率比电解质4的反射率低的情况下，从多孔氧化物半导体层6经电解质4入射到对电极2的光不会在对电极2被充分反射。因此，在电解质4不含无机粒子4a的情况下，被对电极2反射的光基本上不会再返回到多孔氧化物半导体层6，对电极2几乎不具有将从多孔氧化物半导体层6漏出的光送返多孔氧化物半导体层6的功能。在这一点上，即使对电极2的反射率比电解质4的反射率低，只要如染料敏化太阳能电池100那样在电解质4中含有无机粒子4a，从多孔氧化物半导体层6入射到电解质4中的光就会被电解质4有效地反射。因此，染料敏化太阳能电池100在对电极2的反射率比电解质4的反射率低的情况下有用。
（密封部）
作为构成密封部3的材料，例如可列举出非铅系的透明的低熔点玻璃粉等无机绝缘材料或离聚物、乙烯-无水醋酸乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、紫外线固化树脂及乙烯醇聚合物等树脂。另外，密封部3可仅由树脂构成，也可由树脂和无机填充剂构成。
（电解质）
电解质4含有电解质成分4b和无机粒子4a，被无机粒子4a凝胶化。
电解质成分4b含有例如I－/I3 －等氧化还原电对和有机溶剂。作为有机溶剂，可以使用乙腈、甲氧基乙腈、甲氧基丙腈、丙腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、γ－丁内酯、戊腈（valeronitrile）、三甲基乙腈、戊二腈、甲基丙烯腈、异丁腈、苯乙腈、丙烯腈、丁二腈、乙二腈、戊腈（pentane nitrile）、己二腈等。作为氧化还原电对，例如除I－/I3 －外，可以列举出溴/溴化物离子等电对。这里，优选氧化还原电对的浓度在0.2mol/L以上。若氧化还原电对的浓度在0.2mol/L以上，则对太阳光的耐久性提高，因而优选，但另一方面，电解质4的颜色会变浓，光在电解质4中被吸收。在不在电解质4中进行反射而在对电极2上进行反射的情况下，在光到达对电极2之前的时间里，光会在电解质4中被吸收，因此，进行反射的光的量会减少，转换效率减小。但是，在本发明中，光在电解质4中被反射。因此，能极力防止光在电解质4中被吸收。所以，如上所述，优选氧化还原电对的浓度在0.2mol/L以上。此外，电解质4b也可以由含有离子液体的电解质成分构成。作为离子液体，例如可以使用为吡啶鎓盐、咪唑鎓盐、***鎓盐等的已知的碘盐且在室温附近处于熔融状态的常温熔融盐。作为这类常温熔融盐，例如可优选使用1－乙基－3－甲基碘化咪唑鎓、1－乙基－3－丙基碘化咪唑鎓、二甲基碘化咪唑鎓、乙基甲基碘化咪唑鎓、二甲基丙基碘化咪唑鎓、丁基甲基碘化咪唑鎓或甲基丙基碘化咪唑鎓。
此外，电解质成分4b也可以由上述离子液体与上述有机溶剂的混合物组成的电解质成分构成。
此外，电解质成分4b中可添加添加剂。作为添加剂，可以列举出LiI、I2、4－叔丁基吡啶、硫氰酸胍、1－苯并咪唑等。
作为无机粒子4a，例如可以使用SiO2、TiO2、SnO2、WO3、ZnO、ITO、BaTiO3、Nb2O5、In2O3、ZrO2、Ta2O5、La2O3、SrTiO3、Y2O3、Ho2O3、Bi2O3、CeO2及Al2O3等氧化物半导体粒子、碳纳米管、金属等导电性粒子等。其中，优选SiO2、TiO2等氧化物半导体粒子。这种情况下，与无机粒子4a由导电性粒子构成的情况不同，能充分防止工作电极1与对电极2短路。而且，与无机粒子4a由绝缘粒子构成的情况也不同，氧化物半导体粒子自身能使电子流动。即，氧化物半导体粒子自身能成为导电通路。因此，光电转换效率进一步提高。
另外，氧化物半导体粒子也可以是掺杂有杂质的物质、复合氧化物等。
此外，氧化物半导体粒子为TiO2时，其结晶形态可以是金红石型，也可以是锐钛型，但因折射率高而优选为金红石型。
此外，无机粒子4a优选由与多孔氧化物半导体层6中所使用的氧化物半导体粒子6a不同的材料构成或以与该氧化物半导体粒子6a不同的结晶形态构成。例如，在使用TiO2作为构成多孔氧化物半导体层6的氧化物半导体粒子6a时，无机粒子4a优选为SiO2。这种情况下，与无机粒子4a是与多孔氧化物半导体层6中所使用的氧化物半导体粒子6a相同的氧化物半导体粒子且以相同的结晶形态构成的情况相比，能进一步提高光电转换特性。至于其原因，尚不清楚，但本发明者推测，这是可能是由于若使用与多孔氧化物半导体层6中所使用的氧化物半导体粒子6a不同的氧化物半导体粒子，则吸附在多孔氧化物半导体层6中所使用的氧化物半导体粒子6a上的光敏化染料11就不会移动到无机粒子4a上，多孔氧化物半导体层6中的光敏化染料11量的下降得以充分抑制。
此外，例如，在使用以锐钛型TiO2为主要成分的TiO2作为构成多孔氧化物半导体层6的氧化物半导体粒子6a的情况下，无机粒子4a优选为金红石型的TiO2。这种情况下，与无机粒子4a是与多孔氧化物半导体层6中所使用的氧化物半导体粒子6a相同的氧化物半导体粒子且以相同的结晶形态构成的情况相比，能进一步提高光电转换特性。至于其原因，尚不清楚，但本发明者推测，这是可能是由于材料或结晶形态不同，导致吸附在多孔氧化物半导体层6中所使用的氧化物半导体粒子6a上的光敏化染料11不会移动到无机粒子4a上，多孔氧化物半导体层6中的光敏化染料11量的下降得以充分抑制。
对于无机粒子4a的平均粒径，只要是在能对透过多孔氧化物半导体层6的光进行反射的范围内，则无特殊限制。无机粒子4a的平均粒径优选为5～1000nm，更优选为10～400nm，尤其优选为10～100nm。若无机粒子4a的平均粒径在上述范围内，则可见光及近红外光的反射效率进一步提高。
无机粒子4a优选由具有不同平均粒径的二种以上的无机粒子4a构成。这种情况下，由于平均粒径小的无机粒子4a充分填埋平均粒径大的无机粒子4a间的间隙，因此，从多孔氧化物半导体层6入射到电解质4中的光被无遗漏地反射，送返到多孔氧化物半导体层6上。此外，由于电解质4中含有具有不同平均粒径的无机粒子4a，因此，能充分反射与无机粒子4a的各平均粒径分别对应的波长的光。
如上所述，电解质4的反射率比多孔氧化物半导体层6的反射率大。这里，电解质4的反射率只要比多孔氧化物半导体层6的反射率大即可，但电解质4的反射率与多孔氧化物半导体层6的反射率的差优选为10～70％，更优选为20～70％，尤其优选为30～50％。若电解质4的反射率与多孔氧化物半导体层6的反射率的差在上述各范围内，则与不在各范围的情况相比，能获得更优异的光电转换特性。
电解质4的反射率可通过改变例如无机粒子4a的材料及电解质4中的无机粒子4a的含有率来进行调整。例如，作为无机粒子4a，若使用SiO2，则能提高电解质4的反射率。此外，也可通过增加电解质4中的无机粒子4a的含有率来提高电解质4的反射率。这里，在使用TiO2作为多孔氧化物半导体层6、使用SiO2作为无机粒子4a的情况下，若使电解质4中的无机粒子4a的含有率在10质量％以上，就能使电解质4的反射率比多孔氧化物半导体层6的反射率高。电解质4中的无机粒子4a的含有率优选为10～90质量％，更优选为20～70质量％，尤其优选为30～70质量％。若电解质4中的无机粒子4a的含有率在上述范围内，则与不在上述范围的情况相比，能获得更优异的光电转换特性。
接着，对染料敏化太阳能电池100的制造方法进行说明。
<工作电极形成工序>
首先按以下方法准备工作电极1。
首先，在透明基板7上形成透明导电膜8，准备具有透明性的导电性基板5。作为透明导电膜8的形成方法，可以使用溅射法、蒸镀法、喷雾热解法（SPD，Spray PyrolysisDeposition）及CVD法等。
（多孔氧化物半导体层形成工序）
接着，在透明导电膜8上印刷多孔氧化物半导体层形成用浆料。多孔氧化物半导体层形成用浆料除了上述氧化物半导体粒子6a以外，还含有聚乙二醇等树脂及松油醇等溶剂。作为多孔氧化物半导体层形成用浆料的印刷方法，例如可以使用丝网印刷法、刮刀法或棒涂法等。此时，作为氧化物半导体粒子6a，可以使用具有100nm以下的平均粒径的粒子。
接着，焙烧多孔氧化物半导体层形成用浆料，在透明导电膜8上形成多孔氧化物半导体层6。焙烧温度视氧化物半导体粒子6a的材质而不同，但通常为350℃～600℃，焙烧时间也视氧化物半导体粒子6a的材质而不同，但通常为1～5小时。
这样得到工作电极1。
<染料担载工序>
接着，在工作电极1的多孔氧化物半导体层6上担载光敏化染料11。为此，只要在将工作电极1浸渍到含有光敏化染料11的溶液中使该光敏化染料11吸附到多孔氧化物半导体层6上之后，用上述溶液的溶剂成分冲洗多余的染料并干燥，从而使光敏化染料11吸附到多孔氧化物半导体层6上即可。但是，在将含有光敏化染料11的溶液涂布到多孔氧化物半导体层6上之后，通过干燥使光敏化染料11吸附到多孔氧化物半导体层6中，也可将光敏化染料11担载到多孔氧化物半导体层6上。
<对电极准备工序>
另一方面，按以下方法准备对电极2。
首先，准备对电极基板9。然后，在对电极基板9上形成催化剂层10。作为催化剂层10的形成方法，可以使用溅射法、丝网印刷法或蒸镀法等。这些方法中，从膜的均一性的角度考虑，优选溅射法。
<密封部固定工序>
接着，准备由例如热塑性树脂构成的环状片。然后，将该片放到具有担载有光敏化染料11的多孔氧化物半导体层6的工作电极1上，使其加热熔融。此时，使多孔氧化物半导体层6配置在环状片的内侧上。这样将环状树脂片固定到工作电极1上。
<电解质配置工序>
然后，准备电解质4。首先，准备电解质成分4b及无机粒子4a。这里，作为无机粒子4a，可以使用上述无机粒子4a的材料。然后，将无机粒子4a添加到电解质成分4b中，能通过依次进行例如离心分离处理及混炼处理而得到凝胶化的电解质4。
然后，将电解质4配置到设置在工作电极1上的密封部3的内侧。此时，使电解质4的反射率比多孔氧化物半导体层6的反射率大。要使电解质4的反射率比多孔氧化物半导体层6的反射率大，例如，增加电解质4中的无机粒子4a的含有率即可。电解质4可通过例如丝网印刷等印刷法进行配置。此时，多孔氧化物半导体层6的对电极2侧未设置通过沉积高折射率材料而形成的光反射粒子层。因此，电解质4容易浸透到多孔氧化物半导体层6中。
<密封工序>
在将电解质4配置到工作电极1上之后，将对电极2重合在工作电极1上，并使电解质4夹在对电极2与工作电极1之间，通过加热熔融环状树脂片而粘合工作电极1和对电极2。这样，得到染料敏化太阳能电池100，染料敏化太阳能电池100的制造结束。
本发明不局限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，密封部3中的导电性基板5与对电极2的距离L1和多孔氧化物半导体层6中的导电性基板5与对电极2的距离L2相等，但密封部3中的导电性基板5与对电极2的距离L1并非一定要和多孔氧化物半导体层6中的导电性基板5与对电极2的距离L2相等。例如，如图4和图5所示的染料敏化太阳能电池200那样，多孔氧化物半导体层6中的导电性基板5与对电极2的距离L2也可以比密封部3中的导电性基板5与对电极2的距离L1短。这种染料敏化太阳能电池200例如可在对电极2具有可挠性的情况下得到。要使对电极2具有可挠性，例如只要使对电极基板9的厚度为0.005～0.1mm即可。并且，要得到染料敏化太阳能电池200，只要在减压下进行用环状树脂片粘合工作电极1和对电极2、密封电解质4的密封工序之后，将染料敏化太阳能电池200的外部压力恢复到大气压即可。这种情况下，由于单元电池空间相对于外界气体为负压状态，因此，对电极2向工作电极1侧挠曲而突出，从而可以得到染料敏化太阳能电池200。另外，密封工序例如也可按以下方法进行。
即，首先，向具有开口的减压用容器内，从其开口处放入固定有环状树脂片的工作电极1。接着，向环状树脂片的内侧注入电解质4。然后，再向减压用容器内放入对电极2，在减压用容器内使工作电极1和对电极2对置。接着，用例如由PET等树脂构成的可挠性片堵塞减压用容器的开口，在减压用容器内形成密闭空间。然后，通过形成在减压用容器上的排气孔（图中未示出）用例如真空泵将密闭空间减压。
此时，对电极2被上述可挠性片挤压。随着这种挤压，环状树脂片被工作电极1和对电极2夹持，受到加压。此时，将减压用容器加热，边对环状片进行加压边使其熔融，就可以得到在工作电极1与对电极2之间连接它们的密封部3。
此外，密封工序中的减压用容器内的气压优选在25℃小于101325Pa。
在密封工序中的减压用容器内的气压在25℃下小于101325Pa的情况下，通常，在所得的染料敏化太阳能电池200中，单元电池空间12的内压通常在25℃下小于101325Pa，相对于外界气体为负压状态。此时，若对电极2具有可挠性，则对电极2向工作电极1挠曲而突出，可进一步缩短对电极2与工作电极1的距离L2。因此，可进一步提高光电转换效率。
25℃下的密封工序中的减压容器内的气压，即，25℃下的单元电池空间12的内压优选在1000Pa以下，更优选在600Pa以下。这种情况下，与单元电池空间12的内压不在上述范围的情况相比，可进一步提高光电转换效率。
在染料敏化太阳能电池200中，由于有助于发电的多孔氧化物半导体层6中的导电性基板5与对电极2的距离L2比密封部3中的导电性基板5与对电极2的距离L1短，因而能获得更优异的光电转换特性。但即使是在这种情况下，只要提高电解质4中的无机粒子4a的含有率，就可使电解质4的反射率比多孔氧化物半导体层6的反射率高。
此外，图4和图5中所示的染料敏化太阳能电池200，即对电极2中与多孔氧化物半导体层6相向的部分2a向着多孔氧化物半导体层6侧突出而凸起的染料敏化太阳能电池200，并非只能在对电极2具有可挠性的情况下才能实现。即，即使对电极2不具有可挠性，只要对对电极基板9进行机械加工，在其上面形成催化剂层10，也能实现图4和图5中所示的染料敏化太阳能电池200。
实施例
下面，通过列举实施例对本发明的内容进行具体说明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
（工作电极的制作）
首先，准备在玻璃基板上形成有FTO膜的FTO/玻璃基板。然后，清洗该FTO/玻璃基板，对该基板进行UV-O3处理，在该基板上，通过丝网印刷涂布上含有具有20nm的平均粒径的氧化钛的氧化钛纳米粒子浆料（日挥触媒化成公司生产的PST-21NR），制作50mm×50mm×0.01mm（10μm）的膜，得到带膜基板。然后，将该带膜基板放入烤箱中，在500℃将膜焙烧1小时，在FTO膜上形成50mm×50mm×10μm的多孔氧化物半导体层，得到工作电极。
（光敏化染料的担载）
接着，将N719染料（光敏化染料）溶解到以1:1（体积比）混合乙腈与叔丁醇而成的混合溶剂中，制成染料溶液。然后，将上述工作电极在该染料溶液中浸渍24小时，将光敏化染料担载到多孔氧化物半导体层上。
（对电极的制作）
另一方面，准备好厚度为40μm的钛基板，通过溅射法将Pt沉积在该基板上。这样得到对电极。另行准备与这样得到的对电极具有同样厚度、大小为50mm×200mm的片状对电极，在20℃的环境下测定最大变形率，其结果是，最大变形率为70％。由此可以知道，所得的电极具有可挠性。
（密封部的制作）
接着，在工作电极上配置由离聚物Himilan（商品名，三井杜邦聚合化学公司产品）构成的环状热塑性树脂片。此时，使多孔氧化物半导体层配置在环状热塑性树脂片的内侧。然后，将热塑性树脂片在180℃下加热熔融5分钟，使其粘合在工作电极上。
（电解质的配置）
另一方面，向1－己基－3－甲基碘化咪唑鎓中加入I2、硫氰酸胍及1－苯并咪唑，准备电解质前体。然后，向该电解质前体中添加由具有70nm的平均粒径的氧化钛（TiO2）构成的纳米粒子。此时，在以电解质前体和TiO2纳米粒子的合计重量比例为100质量％时，以5质量％的比例添加TiO2的纳米粒子。然后，依次进行离心分离处理及混炼处理，进行凝胶化，得到电解质。依次进行离心分离处理和混炼处理的结果是，在以电解质整体的重量比例为100质量％时，TiO2纳米粒子为60质量％的比例。将这样得到的电解质通过丝网印刷法涂布到担载有光敏化染料的工作电极上，使其覆盖多孔氧化物半导体层。
（密封）
将对电极重合在工作电极上，并使电解质夹在对电极与工作电极之间，减压下（1000Pa）对密封部进行加热熔融，将对电极和密封部粘合。此时，电解质的厚度即多孔氧化物半导体层与对电极的间隔为20μm。此外，多孔氧化物半导体层中的FTO/玻璃基板与对电极的距离（间隔）L2为30μm。另外，密封部中的FTO/玻璃基板与对电极的间距L1为60μm，L1－L2为30μm。这样得到染料敏化太阳能电池。
另外，使用UV-Vis装置测定了厚度为10μm的多孔氧化物半导体层及厚度为20μm的电解质的反射率。具体地，多孔氧化物半导体层的反射率测定是对以膜的方式形成在FTO/玻璃基板上的多孔半导体层进行的，凝胶化的电解质的反射率是对在FTO/玻璃基板上形成的厚度为20μm的电解质测定的。结果示于表1。如表1所示，电解质的反射率比多孔氧化物半导体层的反射率大。此外，测定了对电极的反射率，结果如表1所示，对电极的反射率比电解质的反射率高。
实施例2
除了作为添加到电解质中的无机粒子，使用由平均粒径为12nm的二氧化硅（SiO2）构成的纳米粒子代替TiO2纳米粒子以外，按与实施例1相同的方法制得染料敏化太阳能电池。
另外，按与实施例1相同的方法测定了厚度为10μm的多孔氧化物半导体层及厚度为20μm的电解质的反射率。结果示于表1。如表1所示，电解质的反射率比多孔氧化物半导体层的反射率大。
实施例3
除了作为对电极使用碳纳米管电极以外，按与实施例1相同的方法制得染料敏化太阳能电池。
上述碳纳米管电极通过在厚度为40μm的由钛构成的基板上利用CVD法形成厚度为10μm的碳纳米管膜而得到。这里，碳纳米管膜通过将上述基板设置在具备产生等离子体的真空室的装置内，边导入由氢构成的原料气体，边在580℃、2600Pa下对基板进行0.16小时（10分钟）的处理而得到。
另外，如表1所示，厚度为10μm的多孔氧化物半导体层及厚度为20μm的电解质的反射率与实施例1相同。即，如表1所示，电解质的反射率比多孔氧化物半导体层的反射率大。此外，按与实施例1相同的方法测定了碳纳米管电极的反射率，结果显示，碳纳米管电极的反射率比电解质的反射率小。
实施例4～19
除了使构成多孔氧化物半导体层的半导体粒子整体的平均粒径、多孔氧化物半导体层的反射率R1、电解质的反射率R2、R2－R1、电解质中的无机粒子的材质、平均粒径、电解质中的反射率、对电极的反射率、构成、有无可挠性、L1－L2如表1～3所示以外，按与实施例1相同的方法制得染料敏化太阳能电池。
比较例1
除了不向电解质中添加作为无机粒子的氧化钛以外，按与实施例1相同的方法制得染料敏化太阳能电池。
另外，按与实施例1相同的方法测定了厚度为10μm的多孔氧化物半导体层及厚度为20μm的电解质的反射率。结果示于表3。如表3所示，电解质的反射率在多孔氧化物半导体层的反射率以下。
比较例2
除了不向电解质中添加作为无机粒子的氧化钛以外，按与实施例3相同的方法制得染料敏化太阳能电池。
另外，按与实施例1相同的方法测定了厚度为10μm的多孔氧化物半导体层及厚度为20μm的电解质的反射率。然后算出在400～1000nm的反射率的平均值。其结果，电解质的反射率在多孔氧化物半导体层的反射率以下。
比较例3
除了不向电解质中添加无机粒子，而是在多孔氧化物半导体层的对电极侧设置由平均粒径为400nm的氧化钛粒子构成的厚度为8μm的光反射粒子层以外，按与实施例3相同的方法制得染料敏化太阳能电池。
另外，按与实施例1相同的方法测定了厚度为10μm的多孔氧化物半导体层、厚度为20μm的电解质及厚度为8μm的光反射粒子层的反射率。结果示于表3。如表3所示，电解质的反射率在多孔氧化物半导体层的反射率以下。而光反射粒子层的反射率比多孔氧化物半导体层的反射率高。
比较例4
除了使电解质中的无机粒子的含有率如表3所示，从而不使电解质凝胶化以外，按与实施例1相同的方法制成染料敏化太阳能电池。
对于用上述方法得到的实施例1～19及比较例1～4的染料敏化太阳能电池，测定了光电转换效率η（％）。结果示于表1～3。
表1
Figure BDA00003456777400171
表2
Figure BDA00003456777400181
表3
Figure BDA00003456777400191
由表1所示结果可知，实施例1～19的染料敏化太阳能电池具有比比较例1～4的染料敏化太阳能电池优异的光电转换特性。
由此可以确认，通过本发明的染料敏化太阳能电池，可以具有优异的光电转换特性。
符号说明：
1…工作电极
2…对电极
4…电解质
4a…无机粒子
4b…电解质成分
5…导电性基板
6…多孔氧化物半导体层
6a…氧化物半导体粒子
11…光敏化染料
12…单元电池空间
100、200…染料敏化太阳能电池
L1…密封部中的导电性基板与对电极的距离
L2…多孔氧化物半导体层中的导电性基板与对电极的距离

Claims (14)

1.染料敏化太阳能电池，其包括具有可透过光的导电性基板及设置在所述导电性基板上的多孔氧化物半导体层的工作电极；
与所述工作电极的所述多孔氧化物半导体层相向设置的对电极；
担载在所述工作电极的所述多孔氧化物半导体层上的光敏化染料；
配置在所述工作电极与所述对电极之间的电解质，
其特征在于，构成所述多孔氧化物半导体层的半导体粒子整体的平均粒径在100nm以下，
所述电解质含有无机粒子且被所述无机粒子凝胶化，
所述电解质的反射率大于所述多孔氧化物半导体层的反射率。
2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述对电极的反射率低于所述电解质的反射率。
3.根据权利要求1或2所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，构成所述多孔氧化物半导体层的所述半导体粒子为氧化物半导体粒子，该氧化物半导体粒子由与所述无机粒子不同的材料构成或以与所述无机粒子不同的结晶形态构成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述无机粒子由氧化物半导体粒子构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述无机粒子的平均粒径为5～1000nm。
6.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述无机粒子的平均粒径为10～400nm。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述电解质中的所述无机粒子的含有率为10～90质量％。
8.根据权利要求7所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述电解质中的所述无机粒子的含有率为30～70质量％。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述电解质中含有二种以上具有不同平均粒径的无机粒子。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述电解质的反射率与所述多孔氧化物半导体层的反射率之差为10～70％。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，构成所述多孔氧化物半导体层的所述半导体粒子为氧化钛，所述无机粒子由二氧化硅构成。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述电解质的周围还具有连接所述工作电极和所述对电极的密封部，
与所述密封部中的所述导电性基板与所述对电极的距离相比，所述多孔氧化物半导体层中的所述导电性基板与所述对电极的距离短。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述对电极具有可挠性。
14.根据权利要求13所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述电解质周围还具有连接所述工作电极和所述对电极的密封部，
由所述工作电极、所述对电极和所述密封部形成的单元电池空间的内压在25℃的温度下小于101325Pa。
CN201280004612.7A 2011-02-09 2012-02-09 染料敏化太阳能电池 Expired - Fee Related CN103314480B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-026593 2011-02-09
JP2011026593 2011-02-09
PCT/JP2012/053026 WO2012108520A1 (ja) 2011-02-09 2012-02-09 色素増感太陽電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103314480A true CN103314480A (zh) 2013-09-18
CN103314480B CN103314480B (zh) 2015-09-30

Family

ID=46638732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280004612.7A Expired - Fee Related CN103314480B (zh) 2011-02-09 2012-02-09 染料敏化太阳能电池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8802976B2 (zh)
EP (1) EP2675012B1 (zh)
JP (1) JP5591353B2 (zh)
CN (1) CN103314480B (zh)
WO (1) WO2012108520A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104576768A (zh) * 2015-01-30 2015-04-29 东莞佰鸿电子有限公司 一种光接收器
CN107808776A (zh) * 2016-09-08 2018-03-16 株式会社常宝 基于玻璃的染料敏化太阳能电池

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103903864A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种染料敏化太阳能电池
KR102276767B1 (ko) * 2013-08-22 2021-07-14 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 광전 변환 소자 및 광전 변환 소자의 제조 방법
JP6415380B2 (ja) * 2014-05-20 2018-10-31 パナソニック株式会社 光電変換素子
JP6885055B2 (ja) 2016-12-26 2021-06-09 日亜化学工業株式会社 充填材、樹脂組成物、パッケージ、発光装置及びそれらの製造方法
JP7037034B2 (ja) * 2017-08-31 2022-03-16 日亜化学工業株式会社 充填材、樹脂組成物、パッケージ、発光装置及びそれらの製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311197A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Hitachi Metals Ltd 光電極およびそれを使用した色素増感型太陽電池
CN101483104A (zh) * 2008-12-26 2009-07-15 上海拓引数码技术有限公司 用于染料敏化电池的聚合物固体电解质及其制备方法
CN101615516A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 Tdk株式会社 光电转换元件
CN101615515A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 Tdk株式会社 光电转换元件
EP2175516A1 (en) * 2007-07-27 2010-04-14 Sony Corporation Coloring matter-sensitized photoelectric conversion element, process for producing the coloring matter-sensitized photoelectric conversion element, electronic equipment, semiconductor electrode, and process for rpoducing the semiconductor electrode
WO2010098311A1 (ja) * 2009-02-24 2010-09-02 株式会社フジクラ 光電変換素子

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10255863A (ja) 1997-03-11 1998-09-25 Central Res Inst Of Electric Power Ind 色素増感太陽電池
JP4091463B2 (ja) * 2003-03-28 2008-05-28 株式会社東芝 光増感型太陽電池
JP3975277B2 (ja) * 2004-08-17 2007-09-12 国立大学法人九州工業大学 色素増感太陽電池用ゲル電解質層前駆体および色素増感太陽電池
JP5128118B2 (ja) * 2006-12-11 2013-01-23 株式会社フジクラ 湿式太陽電池とその製造方法
GB2457664A (en) * 2008-02-19 2009-08-26 Science Technology Res Partner Electrolyte composition for a dye sensitized solar cell
KR20110016072A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 주식회사 동진쎄미켐 염료감응 태양전지 및 이로부터 구성되는 모듈
JP4858652B2 (ja) * 2010-03-30 2012-01-18 大日本印刷株式会社 色素増感型太陽電池
JP2012064485A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Sony Corp 色素増感光電変換装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311197A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Hitachi Metals Ltd 光電極およびそれを使用した色素増感型太陽電池
EP2175516A1 (en) * 2007-07-27 2010-04-14 Sony Corporation Coloring matter-sensitized photoelectric conversion element, process for producing the coloring matter-sensitized photoelectric conversion element, electronic equipment, semiconductor electrode, and process for rpoducing the semiconductor electrode
CN101615516A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 Tdk株式会社 光电转换元件
CN101615515A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 Tdk株式会社 光电转换元件
CN101483104A (zh) * 2008-12-26 2009-07-15 上海拓引数码技术有限公司 用于染料敏化电池的聚合物固体电解质及其制备方法
WO2010098311A1 (ja) * 2009-02-24 2010-09-02 株式会社フジクラ 光電変換素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104576768A (zh) * 2015-01-30 2015-04-29 东莞佰鸿电子有限公司 一种光接收器
CN107808776A (zh) * 2016-09-08 2018-03-16 株式会社常宝 基于玻璃的染料敏化太阳能电池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012108520A1 (ja) 2012-08-16
EP2675012B1 (en) 2019-12-25
EP2675012A1 (en) 2013-12-18
CN103314480B (zh) 2015-09-30
EP2675012A4 (en) 2017-08-16
US8802976B2 (en) 2014-08-12
JP5591353B2 (ja) 2014-09-17
JPWO2012108520A1 (ja) 2014-07-03
US20130319526A1 (en) 2013-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103314480B (zh) 染料敏化太阳能电池
JP5275346B2 (ja) 色素増感太陽電池
JP5191647B2 (ja) 酸化チタン膜、酸化チタン膜電極膜構造および色素増感太陽電池
JP6224003B2 (ja) 光電変換素子
JP4963165B2 (ja) 色素増感型太陽電池及び色素増感型太陽電池モジュール
JP2004152613A (ja) 色素増感型太陽電池
JP2013251058A (ja) 色素増感太陽電池
JP4387652B2 (ja) 炭素電極及びこれを備えた色素増感型太陽電池
US9245692B2 (en) Dye-sensitized solar cell
KR20170028895A (ko) 점성 분산액 및 그 제조 방법, 그리고, 다공질 반도체 전극 기판 및 색소 증감형 태양 전지
JP2011154988A (ja) 半導体電極層及びその製造方法、並びに電気化学装置
JP5019749B2 (ja) 光電変換装置及びその製造方法並びに光発電装置
JP4901194B2 (ja) 光電変換装置及びその製造方法並びに光発電装置
CN103380535B (zh) 低照度用染料敏化太阳能电池
JP2012186032A (ja) 色素増感太陽電池
CN109564822B (zh) 染料敏化太阳能电池及其制造方法
JP2014010997A (ja) 電気化学素子用電解質及びこれを用いた色素増感太陽電池
JP2012156070A (ja) 色素増感太陽電池における光触媒膜の形成方法および色素増感太陽電池
JP6694341B2 (ja) 光電変換素子
WO2013002246A1 (ja) 色素増感太陽電池及びその製造方法
JP2012043724A (ja) 半導体電極層及びその製造方法、並びに電気化学装置
JP2019121669A (ja) 色素を用いた光電変換素子、及び、これを用いた電子機器
JP2019121670A (ja) 光電変換素子、及び、これを用いた電子機器
CN106463271A (zh) 色素敏化太阳能电池元件用电解质及使用该电解质的色素敏化太阳能电池元件
JP2011253741A (ja) 半導体電極層及びその製造方法、並びに電気化学装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150930

Termination date: 20210209