CN1783517A - 电极、光电转换元件和染料增感太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的电极包含基板以及含有碳粒或铂粒和用于粘合形成在所述基板上的碳粒或铂粒的导电粘合剂的导电层。通过将所述碳粒或铂粒与所述导电粘合剂粘合，可以形成具有多孔膜的电极，其中与导电层表面相通的空隙限定在碳粒或铂粒之间，由此增加电极有效面积(表面积)。根据本发明的光电转换元件和染料增感光电池或太阳能电池可以低成本制造并具有增加的有效面积，使其可以获得极佳的光电转换效率。

Description

电极、光电转换元件和染料增感太阳能电池
技术领域
本发明涉及电极、光电转换元件和染料增感太阳能电池。
本发明要求2004年11月22日提交的日本专利申请2004-337530和2004-337531的优先权，其内容通过引用并入本文。
背景技术
由Michael Graetzel在瑞士研发出的染料增感太阳能电池作为一种高转换效率和低成本的新型太阳能电池正在引起关注(参见：例如日本专利2664194和MichaelGraetzel，Nature，United Kingdom，1991，vol.737，p.353)。
通常，在这种染料增感太阳能电池中，通过在透明导电基板上形成具有氧化物半导体微粒(例如二氧化钛纳米颗粒等)的多孔膜来构成工作电极，然后将敏化染料提供给该多孔膜。该工作电极和与其相对的反电极一起使用，并且在工作电极和反电极之间的空隙中填充含有氧化还原电对(如I2 /I3 -)的电解质溶液。
这种染料增感太阳能电池可用作光电转换元件，当氧化物半导体微粒被吸收入射光如阳光的敏化染料增感时，在工作电极和反电极之间产生电动势，从而将光能转化成电。
作为用于反电极的材料，理想的是那些促进电极表面上氧化还原电对的氧化还原反应的材料，优选铂。对于染料增感太阳能电池，具有形成在玻璃表面的导电层如铂层的导电玻璃已经被广泛用作反电极。用于形成铂层的方法包括真空成膜法和湿法成膜法，真空成膜法如溅射法或蒸发法，在湿法成膜法中，在基板表面上涂覆含铂溶液如氯铂酸盐溶液之后，使其经热处理(如200℃或更高)而释放出铂。
由于使用了贵重的铂，导致传统电极价格昂贵。而且，真空成膜法具有低生产率和高设备成本等缺点。对于湿法成膜，由于需要热处理，因此将它们涂覆到塑料基板上存在困难。另外，传统染料增感太阳能电池的反电极的缺点在于与具有氧化物半导体多孔膜的工作电极相比，很难增加有助于反应的反电极表面的有效面积。
当将铂用于电极时，通过真空成膜法形成的电极具有如前所述的低生产率和高设备成本的缺点。而且，另一个缺点在于与置于对侧的工作电极多孔膜的相比，难以获得具有大的有效面积的铂层。如上所述，由于需要热处理，湿法成膜法很难将铂涂覆到塑料基板上。
发明内容
本发明的构思参考了上述背景技术，并且本发明的目的是提供能够以低成本制造并且具有增加的有效面积的电极和光电转换元件。
为了解决上述问题，本发明提供一种电极，该电极包含基板、含有碳粒和用于粘合形成在所述基板上的碳粒的导电粘合剂的导电层，其中，从导电层表面延伸的大量空隙限定在导电层中。
在本发明的电极中，碳粒优选含有纳米颗粒状碳粒(nanoparticle-like carbonparticle)作为主要组份。
在本发明的电极中，导电粘合剂优选含有导电聚合物作为主要组份。
导电聚合物的例子包括聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)及其衍生物。
另外，本发明提供一种包含电极的光电转换元件，所述电极包含基板以及含有碳粒和用于粘合形成在所述基板上的碳粒的导电粘合剂的导电层，其中在碳粒之间限定与导电层表面相通的空隙。
另外，本发明提供一种包含电极的染料增感光电池，所述电极包含基板以及含有碳粒和用于粘合在所述基板上形成的碳粒的导电粘合剂的导电层，其中，在碳粒之间限定与导电层表面相通的空隙。
为了解决上述问题，本发明提供一种电极，包含：基板、含有铂粒和用于粘合形成在所述基板上的铂粒的导电粘合剂的导电层，其中在铂粒之间限定与导电层表面相通的空隙。
在本发明的电极中，铂粒优选含有纳米颗粒状铂粒作为主要组份。
另外，本发明提供一种包含电极的光电转换元件，所述电极包含基板、含有铂粒和用于粘合形成在所述基板上的铂粒的导电粘合剂的导电层，其中，在铂粒之间限定与导电层表面相通的空隙。
另外，本发明提供一种包含电极的染料增感太阳能电池，所述电极包含基板、含有铂粒和用于粘合在所述基板上形成的铂粒的导电粘合剂的导电层，其中，在铂粒之间限定与导电层表面相通的空隙。
根据本发明的电极，可以用简化的步骤以低成本生产具有稳定性能的电极。而且，通过用导电粘合剂粘合碳粒，可以形成表面有空隙的多孔结构电极，由此增加电极的有效面积(表面积)。另外，可以在不需要高温热处理的情况下形成导电层。因此，即使在使用耐热性低的基底材料例如由塑料制得的基底材料作为基板时，也可以避免诸如基底材料老化的问题。此外，通过使用导电粘合剂粘合铂粒，可以形成表面有空隙的多孔结构电极，由此增加电极的有效面积(表面积)。
根据本发明的光电转换元件，由于电极表面的有效面积(表面积)增加，因而可以获得极佳的光电转换效率。
根据本发明的染料增感太阳能电池，由于利用敏化染料增感入射光，可易于将光能转化为电。另外，由于电极本身的有效面积(表面积)增加，因而可以获得极佳的光电转换效率。
附图说明
图1A是描述根据本发明第一示例性实施方案的电极的一个实施例的横截面图；
图1B是描述根据本发明第一示例性实施方案的光电转换元件的一个实施例的横截面图；
图2是电极表面的电子显微照片，该电极具有含有碳纳米管和PEDOT的导电层；
图3是图2中所示的电子显微照片中心部分放大的电子显微照片；
图4是玻璃以及在该玻璃上通过溅射形成的铂层的表面电子显微照片，其中玻璃具有在其上形成的FTO膜；
图5A是描述根据本发明第二示例性实施方案的电极的一个实施例的横截面图；和
图5B是描述根据本发明第二示例性实施方案的光电转换元件的一个实施例的横截面图。
具体实施方式
第一示例性实施方案
在下文中，将基于本发明第一示例性实施方案进行描述。
图1A是描述根据本发明第一示例性实施方案的电极的一个实施例的横截面图。电极(也称为电极基板)1包括例如基板2和导电层3，其中导电层3含有碳粒和用于粘合提供在基板2上的碳粒的导电粘合剂。
基板2的例子包括但不具体限于由碳、玻璃、塑料、金属、陶瓷等制成的片或板。
可用作基板2的玻璃包括例如硼硅酸盐玻璃、石英玻璃、苏打玻璃以及磷酸盐玻璃等。可用作基板2的塑料包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)以及聚酰亚胺等。可用作基板2的金属包括例如钛、镍等。
可以给基板2设置第二导电层(没有示出)，该第二导电层由导电金属氧化物例如锡掺杂氧化铟(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)或FTO/ITO制成，或者由形成在表面上的金属制成，在第二导电层上提供导电层3。构成基板和第二导电层的材料是当接触电解质时能够耐电解质的典型材料。例如，在使用含碘的电解质的情况下，铜和银是不适合的，这是由于它们受碘腐蚀并且容易溶解于电解质中。
导电层3含有碳粒以及用于粘合碳粒的导电粘合剂，并且在碳粒之间限定出与导电层3的表面3a相通的空隙。换言之，自导电层3延伸的大量空隙限定在导电层3中，亦即，从导电层3沿深度方向延伸的大量空隙限定在碳粒之间，并且所述大量空隙限定了电解质渗透所通过的路径。
至于本发明的碳粒，从成膜特性和表面积的观点出发，典型碳粒是但不具体限于纳米颗粒状碳粒，并且典型的是具有良好导电性的碳粒。用于本文中时，本发明的术语“纳米颗粒状”颗粒是指具有1000nm以下的长轴或短轴直径的颗粒。纵向长度大于1000nm的任意碳纳米管、碳纤维、碳纳米突(nanohorn)等可以视为本发明的纳米颗粒状颗粒，前提是其短轴直径为1000nm以下。
纳米颗粒状碳粒的具体例子包括诸如碳纳米管、碳纤维、碳纳米突、碳黑、富勒烯(fullerene)等的颗粒。这些物质可以利用公知的方法制备，或者可以使用市售商品。
碳纳米管的例子包括具有单层石墨片(graphene sheet)的单壁碳纳米管(SWCNT)和具有多层(两层或更多)石墨片的多壁碳纳米管(MWCNT)，这可适用于本发明。
至于碳黑，可使用科琴黑(ketjen black)。
至于富勒烯，可使用C60和C70富勒烯。
在本发明的电极1的导电层3中，利用导电粘合剂将碳粒粘合从而在基板2上形成碳粒膜。优选不需要高温处理并且易于涂覆成膜的导电粘合剂，而且就这些特性而言，优选导电聚合物。导电聚合物的例子包括例如聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯及其衍生物。可以单独使用单一导电聚合物或者组合使用几种导电聚合物作为导电粘合剂。
对于聚噻吩及其衍生物，可以使用在噻吩环上具有未取代的氢原子的噻吩，或者使用具有例如一个或多个取代烷基、卤素原子、烷氧基、氰基等的噻吩。聚(3-烷基噻吩)、聚(3，4-二烷基噻吩)和聚(3，4-亚烷基二氧噻吩)如聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)是典型的例子。
对于聚吡咯及其衍生物，可以使用在吡咯环上具有未取代的氢原子的吡咯，或者使用具有例如一个或多个取代烷基、卤素原子、烷氧基、氰基等的吡咯。聚(3-烷基吡咯)、聚(3，4-二烷基吡咯)和聚(3，4-亚烷基二氧吡咯)等是典型的例子。
对于聚苯胺及其衍生物，聚苯胺、聚(N-烷基苯胺)、聚(芳胺)、聚(苯二胺)、聚(氨基芘)等是典型的例子。
当在基板2上形成由导电粘合剂粘合碳粒的导电层3时，会在碳粒之间不存在导电粘合剂的地方形成空隙。在这种情况下，空隙是与导电层3的表面3a相通的空穴，并且该空隙限定了电解质(电解质溶液等)渗透通过的路径。因此在该实施例的电极中，电解质渗透到空隙内，并且该空隙的全部内表面都可作为有效面积，从而有助于电荷迁移、反应等。
特别地，典型采用每重量份具有大的表观体积的碳纳米颗粒，因为使用它们可以有效地形成空隙。
另外，由于利用导电粘合剂形成碳粒膜，所以不需要高温热处理就可以形成导电层3，允许在如由塑料制得的低耐热性基底材料上成膜。
当使用每重量份具有较大表观体积的碳纳米颗粒时，需要较大量的粘合剂以提高成膜特性和膜强度。为此，当绝缘树脂如聚酯、聚氨酯、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF-HFP)等被用作粘合剂时，该粘合剂阻止颗粒相互接触，这会降低电极1的导电率。粘合剂的加入量和混合状态可能难以控制。相反，使用具有导电性的粘合剂是有利的，这是因为防止了由于颗粒间存在粘合剂而导致的电导率的减小，并且抑制了内阻的增加。另外，有关导电层3的组合物和混合方法的约束很少。
根据所用的碳粒和导电粘合剂的类型，适当选择碳粒对导电粘合剂的配比。如果相对于导电粘合剂的量而言碳粒太多，则碳粒不会被粘合并且不会成膜。因此，以一定的配比加入导电粘合剂，使得碳粒有利地相互粘合。如果相对于导电粘合剂的量而言碳粒的量太少，则碳粒会被掩埋在导电粘合剂中并且不会形成空隙。因此，以一定的配比加入导电粘合剂，以便形成空隙。
碳粒对导电粘合剂的配比没有特别限制，但是碳粒质量除以导电粘合剂质量(即，碳/粘合剂的质量比)所得值的范围例如为0.5-5或1-2。
用于形成本发明的电极1的方法没有特别限制，但是可以通过以下的方法形成导电层3，例如在溶剂中分散或溶解碳粒和导电粘合剂，将所得混合物涂覆到基板2上，并使之干燥。用于涂覆混合物的方法没有特别限制，并且可应用多种涂覆方法，例如刮涂法、旋涂法、浸渍法、印刷法等。
溶剂的例子包括但并不具体限于四氢呋喃、乙基甲基酮、二甲基甲酰胺、乙腈、甲氧乙腈、丙腈、碳酸异丙烯酯、碳酸二乙酯、甲醇、γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮。
理想的是，碳粒和导电粘合剂尽可能均匀地分散或者溶解在溶剂中，并且优选通过考虑碳粒和导电粘合剂的分散性和溶解性来选择溶剂。理想的是，导电粘合剂对于溶剂具有足够的溶解性或分散性。
根据该实施例的电极，可以不使用铂而容易地生产出具有稳定性能的电极。而且，通过使用导电粘合剂来粘合碳粒，可以形成其表面3a上具有空隙的多孔结构导电层3，由此增加电极1的有效面积(表面积)。另外，可以无需高温热处理而形成导电层3。因此，即使当将低耐热性基底材料如由塑料制得的基底材料用于基板2时，也可以防止诸如基底材料老化等问题。
接下来，将参照图1B说明根据本发明第一示例性实施方案的光电转换元件。图1B中所示的光电转换元件10是染料增感太阳能电池，该电池具有图1A中所示的电极作为反电极。该染料增感太阳能电池10包括透明电极基板6、形成在透明电极基板6上并具有由氧化物半导体微粒制成的氧化物半导体多孔膜7的工作电极8以及设置在工作电极8对面的反电极1。在氧化物半导体多孔膜7上提供敏化染料，并且在工作电极8和反电极1之间布置含有氧化还原电对的电解质层9。
用于工作电极8的透明电极基板6可以通过在由导电材料制成的透明基底材料4上形成由玻璃板、塑料片等制成的导电层5而制备。具有这样的结构，透明电极基板6可用作从外部经其引入光的窗。
考虑到透明基底材料4的功能，优选以具有极佳的透光性能的材料来制作透明基底材料4。除玻璃板外，还可以使用由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)和聚醚砜(PES)等制成的透明塑料片以及诸如氧化钛、氧化铝等的陶瓷抛光板。
对于工作电极8中的导电层5，当考虑透明电极基板6的透光率时，具有极佳透光性能的氧化物半导体，例如ITO、氧化锡(SnO2)、FTO等，可以单独使用其中的一种或者混合使用其中的两种或更多种。然而，材料并不受限，任意具有适用于导电层5的透光率和导电率的合适材料都可以使用。而且，为了提高从氧化物半导体多孔膜7或电解质层9中的集电效率，由金、银、铂、铝、镍、钛等制成的金属导线层可以结合透明导电层一起使用，前提是金属导线层的面积比在不显著降低透明电极基板6的透光率的范围内。当使用这样的金属导线层时，优选金属导线层具有网格状、条纹状或梳状图案，使得光尽可能均匀地透过透明电极基板6。
用于在透明基底材料4上形成导电层5的方法没有特别限制，并且当导电层5由金属半导体材料如ITO制成时，其例子包括任意已知的薄膜形成方法，如溅射法或CVD法、喷雾分解法(SPD)或蒸发法。
氧化物半导体多孔膜7是含有氧化物半导体微粒作为主要组分的多孔薄层，所述氧化物半导体微粒由氧化钛(TiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化钨(WO3)、氧化锌(ZnO)和氧化铌(Nb2O5)中的一种单独制成，或由其中的两种或更多种组合制成，并且平均粒径在1nm-1000nm之间。
用于形成氧化物半导体多孔膜7的方法没有特别限制，例如，可以使用这样的方法来形成，其中分散性溶液或胶体溶液在根据需要加入所需的添加剂之后，利用已知的涂覆方法例如丝网印刷法、喷墨印刷法、辊涂法、刮涂法、旋涂法、喷涂法等来涂覆，所述分散性溶液通过在所需的分散介质中分散市售的氧化物半导体微粒而获得，所述胶体溶液可利用溶胶-凝胶法制备。其它方法包括：将透明电极基板6浸入胶体溶液中并且利用电泳使氧化物半导体微粒粘附于透明电极基板6的迁移电镀法(migration electrodeposition method)；将发泡剂混入胶体溶液或分散性溶液中，然后将所得溶液涂布并烘焙以形成多孔物质的方法；和将聚合物微珠一起混合并涂覆，然后通过热处理或化学处理去除这些聚合物微珠，以限定空隙从而形成多孔物质的方法。
在氧化物半导体多孔膜7中提供的染料没有特别限制，可以使用在配体中含有联吡啶结构、三吡啶结构等的钌络合物或铁络合物；可以使用诸如卟啉、酞菁染料的金属络合物以及诸如曙红、若丹明和melocyanine的有机染料。可以根据应用和用于氧化物半导体多孔膜7的半导体来选择染料。
对于用于电解质层9的电解质溶液，可以使用有机溶剂或含有氧化还原电对的离子液体(室温熔盐)。而且，还可以使用所谓的“凝胶电解质”，该电解质是半固化的，以减少流动性，并且通过将合适的胶凝剂加入电解质溶液中而获得。另外，具有电子迁移能力的聚合物固态电解质等也可以使用。
有机溶剂的例子包括乙腈、甲氧乙腈、丙腈、碳酸异丙烯酯、碳酸二乙酯和γ-丁内酯。
离子液体的例子包括由阳离子和阴离子制得的盐，所述阳离子例如季咪唑鎓基阳离子，所述阴离子例如碘离子或双三氟甲基磺酰亚胺阴离子、二氰酰胺(dicyanoamide)阴离子等。
对于凝胶状的电解质，例如，可以使用含有离子液体和金属氧化物颗粒和/或导电颗粒的电解质组合物，如在本申请人的日本专利申请2003-347193中所述。
在凝胶状电解质中所含的金属氧化物颗粒可以是选自TiO2、SnO2、WO3、ZnO、ITO、BaTiO3、Nb2O5、In2O3、ZrO2、Ta2O5、La2O3、SrTiO3、Y2O3、Ho2O3、Bi2O3、CeO2和Al2O3中的一种或者是两种或两种以上物质的混合物。这些金属氧化物可以是掺杂剂掺杂的氧化物或是复合氧化物。导电颗粒可以是包含碳作为主要组分的颗粒物，具体的例子包括以碳为骨架的颗粒(carbon-cased particle)，例如碳纳米管、碳纤维、炭黑、碳纳米突等。
电解质层9中所含的氧化还原电对没有特别的限制。例如，可以加入诸如碘/碘离子、溴/溴离子等电对等。
可以根据需要向电解质溶液中加入诸如叔丁基吡啶等添加剂。
用于在工作电极8和反电极1之间形成由电解质组合物构成的电解质层9的方法没有特别的限制。例如，其例子包括将工作电极8与反电极1相对设置并在电极1和8之间提供电解质从而形成电解质层9的方法，或者将电解质滴在或涂覆到反电极1或工作电极8上从而形成电解质层9并且将另一电极堆叠在电解质层9上的方法。而且，为了防止电解质从工作电极8和反电极1之间的空隙中泄漏，优选根据需要使用膜来密封工作电极8和反电极1之间的间隙，或者将工作电极8、电解质层9和反电极1包容在合适的包装中。
如上所述，由于该实施例的光电转换元件10具有上述电极，因此该电极表面的有效面积(表面积)增加，并且不使用铂就可获得极佳的光电转换效率。
在传统的染料增感太阳能电池中，虽然通过使用氧化物半导体多孔层增加了工作电极的表面积，但由于反电极的表面由溅射层构成因此有效表面积很小。因此，通常使用昂贵的铂以获得令人满意的光电转换效率。相反，在该实施例的染料增感太阳能电池中，由于本发明第一实施方案的电极用于反电极1，在反电极1的表面上导电层3的有效面积很大并且不使用昂贵的铂就可以实现与铂电极相当的光电转换效率。
实施例
用于实施例1-1至1-8的电极的制备
表1所列组合物中的碳粒和导电粘合剂溶解并分散在溶剂中。在利用刮刀将所得的液体物质涂覆到基板上之后，充分干燥所涂布的物质，从而得到将用作反电极的电极。
将市售的在其上形成有FTO膜的玻璃或者在其上形成有ITO膜的PET膜用作基板。另外可溶性聚苯胺、可溶性聚吡咯或聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)被用作导电粘合剂。在表1中，“PEDOT”表示聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)。
用于比较例1-1的电极的制备
通过溅射在其上形成有FTO膜的玻璃上形成厚度为1000(＝100nm)的铂层，从而形成具有铂层的玻璃，用作电极。应该注意的是，在该实施例中没有使用含碳粒和粘合剂的导电层。
用于比较例1-2和1-3的电极的制备
表1所列组合物中的碳粒和绝缘粘合剂溶解并分散在溶剂中。在利用刮刀将所得的液体物质涂覆到基板之后，充分干燥所涂布的物质，从而得到将用作反电极的电极。在其上形成有FTO膜的市售玻璃用作基板。
在表1中，“PVdF-HFP”表示聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
用于评估电极膜强度的方法
目测检查实施例1-1至1-8和比较例1-1至1-3的电极的导电层的可能剥离，利用下列三个等级来评估结果：A，B和C，其中“A”表示没有观察到导电层的剥离，“B”表示观察到轻微的剥离，“C”表示观察到大量的剥离。
电极表面的观察
利用场致发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察实施例1-1至1-8和比较例1-1至1-3的电极的表面。图2和3中示出具有导电层的电极的表面的电子显微照片，所述导电层由碳纳米管和PEDOT构成。图4中示出玻璃以及通过溅射形成在该玻璃上的铂层的表面的电子显微照片，其中该玻璃上形成有FTO膜。
如图2和3中所示(图3是图2图片的中心部分的放大图片)，可以确定，碳纳米管基体在导电层中被粘合聚合物粘合，在这种情况中，碳纳米管被导电聚合物粘合。另外，形成了大量从导电层表面沿深度方向延伸的空隙，碳纳米管大面积暴露。在被粘合聚合物粘合的部分处，碳纳米管被粘合聚合物覆盖。
在这种电极中，可以相信，由于粘合聚合物(PEDOT)也导电，因此在电极表面上，碳纳米管暴露的部分以及被粘合聚合物覆盖的部分均可作为有助于电荷迁移、反应等的有效面积。
相反，在碳纳米管被绝缘聚合物(例如PVdF-HFP)粘合的导电层中，虽然形成了类似的空隙，但由于被粘合的部分无助于导电性，因此电极的有效面积减少。
如图4中所示，对于具有铂层的玻璃而言，其中铂层溅射到具有FTO膜的玻璃上，观察到尺寸为几百纳米的FTO晶粒的晶界为网状的深色部分以及在FTO膜上形成的铂层表面的微小起伏。
染料增感光电池的制备
利用下列工序制备染料增感光电池，该电池具有实施例1-1至1-8和比较例1-3的电极作为反电极。
在如图1B所示的染料增感太阳能电池10中，把含有平均粒径在13nm-20nm之间的氧化钛纳米颗粒的浆料涂覆到其上形成有FTO膜的玻璃基板(透明电极基板6)的FTO膜(导电层5)表面上，并干燥，然后加热并在450℃下烘烤一小时，从而形成氧化物半导体多孔膜7。然后将其上形成有氧化物半导体多孔膜7的透明电极基板6在染料溶液中浸泡过夜，从而被染料增感以形成工作电极。将联吡啶钌络合物(N3染料)用作染料。
如下制备的离子液体基电解质溶液用作电解质溶液。通过利用1-己基-3-甲基咪唑鎓碘化物(HMIm-I)作为离子液体并将适量的碘化锂、碘和4-叔丁基吡啶加入到离子液体中来制备电解质溶液。
工作电极8堆叠在反电极1上，而且在电极之间提供电解质溶液从而形成染料增感太阳能电池10，该电池为测试电池。
用于测量染料增感光电池的光电转换效率的方法
在1.5AM(大气质量)和100mW/cm2辐照度的辐照条件下评估电池的光电转换特性。
测试结果
电极的膜强度评估结果和染料增感光电池的光电转换效率测量结果均列于表1。
                                    表1
基板 碳粒 粘合剂   配比(wt/wt)碳/粘合剂 膜强度   光电转换效率(％)
实施例1   玻璃/FTO膜   MWCNT   可溶性聚苯胺   2∶1   A   3.9
实施例2   玻璃/FTO膜   MWCNT   可溶性聚吡咯   2∶1   A   4.0
实施例3   玻璃/FTO膜   MWCNT   PEDOT   2∶1   A   4.8
实施例4   玻璃/FTO膜   MWCNT   PEDOT   1∶1   A   4.3
实施例5   玻璃/FTO膜   SWCNT   PEDOT   2∶1   A   4.5
实施例6   玻璃/FTO膜   C60   PEDOT   2∶1   A   4.0
实施例7   玻璃/FTO膜   科琴黑   PEDOT   2∶1   A   4.2
实施例8   PET膜/ITO膜   MWCNT   PEDOT   2∶1   A   3.7
比较例1   玻璃/Pt层   -   -   -   -   4.5
比较例2   玻璃/FTO膜   MWCNT   PVdF-HFP   2∶1   A   1.6
比较例3   玻璃/FTO膜   MWCNT   PVdF-HFP   5∶1   B   3.2
实施例1-1至1-8的每个电极都表现出类似于或甚至优于具有铂层的玻璃电极的特性。而且，正如实施例8所示，即使当本发明第一实施方案应用于塑料基板时，也可以获得极好的电极和染料增感光电池。
另一方面，如比较例1-2所示，当使用绝缘粘合剂PVdF-HFP来粘合碳粒时，由于碳粒之间的电连接被绝缘树脂阻止，因此电极的电导率降低，从而导致光电转换效率的降低。另外，如比较例1-3所示，在使用绝缘粘合剂的情况下，当为了改善碳粒之间的电连接而减少粘合剂相对于碳粒的量时，虽然光电转换效率得到了些微改善，但它仍低于实施例中的光电转换效率。此外，由于导电层强度的下降，所涂布的膜变的不稳定且容易脱落。
如上所述，由于根据本发明第一实施方案的电极具有较大的电极表面积以及较高的导电性，因此可以确定，当用作染料增感太阳能电池的反电极时，它表现出有利的光电转换特性。
第二示例性实施方案
下文中，将基于本发明第二示例性实施方案对本发明进行描述。
图5A是描述根据本发明第二示例性实施方案的电极的一个实施例的横截面图。电极(也称为电极基板)21包括例如基板22和导电层23，导电层23含有铂粒和用于粘合提供在基板22上的铂粒的导电粘合剂。
基板22的例子包括但不具体限于由碳、玻璃、塑料、金属、陶瓷等制成的片或板。
可用作基板22的玻璃包括诸如硼硅酸盐玻璃、石英玻璃、苏打玻璃以及磷酸盐玻璃等。可用作基板22的塑料包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)以及聚酰亚胺等。可用作基板22的金属包括诸如钛、镍等。
可以给基板22设置第二导电层(没有示出)，该第二导电层由导电金属氧化物例如锡掺杂氧化铟(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)或者是FTO/ITO制成，或者由在其上提供导电层3的表面上形成的金属制成。构成基板和第二导电层的材料是当接触电解质时能够耐电解质的典型材料。例如，在使用含碘的电解质的情况下，铜和银是不适合的，这是由于它们受碘腐蚀并且容易溶解于电解质中。
导电层23含有铂粒以及用于粘合铂粒的导电粘合剂，并且在铂粒之间限定与导电层23的表面23a相通的空隙。
从成膜特性和表面积的观点出发，本发明的铂粒可以是但不具体限于纳米颗粒状铂粒，并且典型的是具有良好导电性的铂粒。用于本文中时，本发明的术语“纳米颗粒状”颗粒是指任一主轴的直径为1000nm以下的颗粒物。在轴向长度大于1000nm的纤维状颗粒或者在其表面上具有长度超过1000nm的穗(spike)的穗状(spike-like)颗粒可以视为本发明的纳米颗粒状颗粒。另外，球形、多边形、纤维状、树针状、穗状、片状或多孔颗粒等的铂粒可以单独或者组合使用。其中，优选具有大表面积的树针状颗粒、穗状颗粒以及多孔颗粒。
在本发明的电极21的导电层23中，利用导电粘合剂粘合铂粒从而在基板22上形成铂粒膜。优选不需要高温处理并且容易涂覆成膜的导电粘合剂，而且就这些特性而言，优选导电聚合物。导电聚合物的例子包括诸如聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯及其衍生物。可以单独使用单一导电聚合物或者组合使用几种导电聚合物作为导电粘合剂。
对于聚噻吩及其衍生物，可以使用在噻吩环上具有未取代的氢原子的噻吩，或者使用具有例如一个或多个取代烷基、卤素原子、烷氧基、氰基等的噻吩。聚(3-烷基噻吩)、聚(3，4-二烷基噻吩)和聚(3，4-亚烷基二氧噻吩)如聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)是典型的例子。
对于聚吡咯及其衍生物，可以使用在吡咯环上具有未取代的氢原子的吡咯，或者使用具有例如一个或多个取代烷基、卤素原子、烷氧基、氰基等的吡咯。聚(3-烷基吡咯)、聚(3，4-二烷基吡咯)和聚(3，4-亚烷基二氧吡咯)等是典型的例子。
对于聚苯胺及其衍生物，聚苯胺、聚(N-烷基苯胺)、聚(芳胺)、聚(苯二胺)、聚(氨基芘)等是典型的例子。
当在基板22上形成由导电粘合剂粘合铂粒的导电层23时，会在铂粒之间不存在导电粘合剂的地方形成空隙。在这种情况下，空隙是与导电层23的表面23a相通的空穴，并且该空隙限定了电解质(电解质溶液等)渗透通过的路径。因此在该实施例的电极中，电解质渗透到空隙内，并且该空隙的全部内表面都可作为有效面积，从而有助于电荷迁移、反应等。
具体而言，典型的是纳米颗粒，因为它们每重量份具有大的表观体积，并且有效形成空隙。
另外，由于利用导电粘合剂形成铂粒膜，所以不需要高温热处理就可以形成导电层23，允许在低耐热性基底材料上成膜，如由塑料制得的基底材料。
当使用每重量份具有大的表观体积的纳米颗粒时，需要较大量的粘合剂以提高成膜特性和膜强度。为此，当绝缘树脂例如聚酯、聚氨酯、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF-HFP)等被用作粘合剂时，该粘合剂阻止颗粒相互接触，这可以降低电极21的电导率。粘合剂的加入量和混合状态可能难以控制。相反，使用具有导电性的粘合剂是有利的，这是由于防止了由于颗粒间存在粘合剂而导致的电导率下降，并且抑制了内阻的增加。另外，有关导电层23的组合物和混合方法的约束很少。
根据所用的铂粒和导电粘合剂的类型，适当选择铂粒对导电粘合剂的配比。如果相对于导电粘合剂的量而言铂粒太多，则铂粒不会被粘合并且不会成膜。因此，以一定的配比加入导电粘合剂，使得铂粒有利地相互粘合。如果相对于导电粘合剂的量而言铂粒的量太少，则铂粒会被掩埋在导电粘合剂中并且不会形成空隙。因此，以一定的配比加入导电粘合剂，以便形成空隙。
用于形成本发明的电极21的方法没有特别的限制，但是可以通过以下的方法形成导电层23，例如在溶剂中分散或溶解铂粒和导电粘合剂，将所得混合物涂覆到基板22上，并使之干燥。
溶剂的例子包括但并不具体限于四氢呋喃、乙基甲基酮、二甲基甲酰胺、乙腈、甲氧乙腈、丙腈、碳酸异丙烯酯、碳酸二乙酯、甲醇、γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮。
理想的是，铂粒和导电粘合剂尽可能均匀地分散或者溶解在溶剂中，并且优选通过考虑铂粒和导电粘合剂的分散性和溶解性来选择溶剂。理想的是，导电粘合剂对于溶剂具有足够的溶解性和分散性。
用于涂覆混合物的方法没有特别的限制，并且可应用多种涂覆方法，例如刮涂法、旋涂法、浸渍法、印刷法等。
另外，可以通过多次重复涂覆和干燥混合物的步骤来层压两层或更多层的导电层23。利用本发明，可以通过层压多个导电层23以增加膜厚度来增加有效面积，这是因为层之间的空隙可以连通。
相反，例如，当利用真空成膜法形成铂层时，由于仅有最外层表面积可以作为有效面积，因此通过层压多个层并不能获得增加有效面积的效果。
根据该实施例的电极，可以以简化的步骤、低廉的成本生产出具有稳定性能的电极。而且，通过使用导电粘合剂粘合铂粒，可以形成在其表面23a上具有空隙的多孔结构导电层23，由此增加电极21的有效面积(表面积)。另外，可以无需高温热处理而形成导电层23。因此，即使当低耐热性基底材料如由塑料制得的基底材料用于基板22时，也可以防止诸如基底材料老化等问题。通过利用塑料基板作为基板22，可以生产出轻质电极或柔性电极，该电极可用于各种用途。
接下来，将参照图5B说明根据本发明第二示例性实施方案的光电转换元件。图5B中所示的光电转换元件30是染料增感太阳能电池，该电池具有图5A中所示的作为反电极的电极21。该染料增感太阳能电池30包括透明电极基板26、形成在透明电极基板26上并具有由氧化物半导体微粒制成的氧化物半导体多孔膜27的工作电极28以及设置在工作电极28对面的反电极21。在氧化物半导体多孔膜27上提供敏化染料，并且在工作电极28和反电极21之间布置含有氧化还原电对的电解质层29。
用于工作电极28的透明电极基板26可以通过在由导电材料制成的透明基底材料24上形成由玻璃板、塑料片等制成的导电层25而制备。具有这样的结构，透明电极基板26可用作从外部经其引入光的窗。
考虑到透明基底材料24的功能，优选以具有极佳的透光性能的材料来制作透明基底材料24。除玻璃板外，还可以使用由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)和聚醚砜(PES)等制成的透明塑料片以及诸如氧化钛、氧化铝等的陶瓷抛光板。
对于工作电极中28的导电层25，当考虑透明电极基板26的透光率时，优选使用具有极佳透光性能的氧化物半导体，例如ITO、二氧化锡(SnO2)、FTO等，可以单独使用其中的一种或者混合使用其中的两种或更多种。然而，材料并不受限，任意具有适用于导电层25的透光率和导电性能的合适材料都可以使用。而且，为了提高从氧化物半导体多孔膜27或电解质层29中的集电效率，由金、银、铂、铝、镍、钛等制成的金属导线层可以结合透明导电层一起使用，前提是金属导线层的面积比在不显著降低透明电极基板26的透光率的范围内。当使用这样的金属导线层时，优选金属导线层具有网格状、条纹状或梳状图案，使得光尽可能均匀地透过透明电极基板26。
用于在透明基底材料24上形成导电层25的方法没有特别的限制，并且当导电层25由金属半导体材料如ITO制成时，其例子包括任意已知的薄膜形成方法，如溅射法或CVD法、喷雾分解法(SPD)或蒸发法。
氧化物半导体多孔膜27是含有氧化物半导体微粒作为主要组分的多孔薄层，所述氧化物半导体微粒由氧化钛(TiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化钨(WO3)、氧化锌(ZnO)和氧化铌(Nb2O5)中的一种单独制成，或由其中的两种或更多种组合制成，并且平均粒径在1nm-1000nm之间。
用于形成氧化物半导体多孔膜27的方法没有特别限制，例如，可以使用以下方法来形成，其中分散性溶液或胶体溶液在根据需要加入所需的添加剂之后，利用已知的涂覆方法例如丝网印刷法、喷墨印刷法、辊涂法、刮涂法、旋涂法、喷涂法等来涂覆，所述分散性溶液可通过在所需的分散介质中分散市售的氧化物半导体微粒而获得，所述胶体溶液可利用溶胶-凝胶法制备。其它方法包括：将透明电极基板26浸入胶体溶液中并且利用电泳使氧化物半导体微粒粘附于透明电极基板26的迁移电镀法；将发泡剂混入胶体溶液或分散性溶液中，然后将所得溶液涂布并烘烤以形成多孔物质的方法；和将聚合物微珠一起混合并涂覆，然后通过热处理或化学处理去除这些聚合物微珠，以限定空隙从而形成多孔物质的方法。
在氧化物半导体多孔膜27中提供的染料没有特别的限制，可以使用在配体中含有联吡啶结构、三吡啶结构等的钌络合物或铁络合物；可以使用诸如卟啉、酞菁染料的金属络合物以及诸如曙红、若丹明和melocyanine的有机染料。可以根据应用和用于氧化物半导体多孔膜27的半导体来选择染料。
对于用于电解质层29的电解质溶液，可以使用含有氧化还原电对的有机溶剂或离子液体(室温熔盐)。而且，还可以使用所谓的“凝胶电解质”，该电解质是半固化的，以减少流动性，并且通过将合适的胶凝剂加入电解质溶液中而获得。另外，具有电子迁移能力的聚合物固态电解质等也可以使用。
有机溶剂的例子包括乙腈、甲氧乙腈、丙腈、碳酸异丙烯酯、碳酸二乙酯和γ-丁内酯。
离子液体的例子包括由阳离子和阴离子制得的盐，所述阳离子例如季咪唑鎓基阳离子，所述阴离子例如碘离子或双三氟甲基璜酰亚胺阴离子、二氰酰胺(dicyanoamide)阴离子等。
对于凝胶状的电解质，例如，可以使用含有离子液体和金属氧化物颗粒和/或导电颗粒的电解质组合物，如在本申请人的日本专利申请2003-347193中所述。
在凝胶状电解质中所含的金属氧化物颗粒可以是选自TiO2、SnO2、WO3、ZnO、ITO、BaTiO3、Nb2O5、In2O3、ZrO2、Ta2O5、La2O3、SrTiO3、Y2O3、Ho2O3、Bi2O3、CeO2和Al2O3中的一种或者是两种或两种以上物质的混合物。这些金属氧化物可以是掺杂剂掺杂的氧化物或是复合氧化物。导电颗粒可以是包含碳作为主要组分的颗粒物，具体的例子包括以碳为骨架的颗粒，例如碳纳米管、碳纤维、炭黑、碳纳米突等。
电解质层29中所含的氧化还原电对没有特别的限制。例如，可以加入诸如碘/碘离子、溴/溴离子等电对。对于碘离子或溴离子的供给源，可以单独或者组合使用锂盐、季咪唑鎓盐、四丁铵盐以及类似于上述卤素盐类的物质。
可以根据需要向电解质溶液中加入诸如叔丁基吡啶等添加剂。
用于在工作电极28和反电极21之间形成由电解质组合物构成的电解质层29的方法没有特别的限制。例如，其例子包括将工作电极28与反电极21相对设置并在电极21和28之间提供电解质从而形成电解质层29的方法，或者将电解质滴在或涂覆到反电极21或工作电极28上从而形成电解质层29并且将另一电极堆叠在电解质层29上的方法。而且，为了防止电解质从工作电极28和反电极21之间的空隙中泄漏，优选根据需要使用膜来密封工作电极28和反电极21之间的间隙，或者将工作电极28、电解质层29和反电极21容纳在合适的包装中。
在传统的染料增感太阳能电池中，虽然通过使用氧化物半导体多孔层增加了工作电极的表面积，但由于反电极的表面由溅射层构成因此有效表面积很小。相反，由于该实施例的光电转换元件30具有上述电极，因此增加了电极表面的有效面积(表面积)。因此，该实施例的光电转换元件30可以实现相当于或甚至优于含有溅射铂膜作为电极的元件的光电转换效率。
用于实施例2-1至2-5的电极的制备
表2中所列组合物中的铂粒和导电粘合剂溶解并分散在溶剂中。在利用刮刀将所得的液体物质涂覆到基板之后，充分干燥所涂布的物质，从而得到将用作反电极的电极。
市售的在其上形成有FTO膜的玻璃或者在其上形成有ITO膜的PET膜可用作基板。另外可溶性聚苯胺或聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)被用作导电粘合剂。在表2中，“PEDOT”表示聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)。
用于比较例2-1的电极的制备
通过溅射在其上形成有FTO膜的玻璃上形成厚度为1000(＝100nm)的铂层，从而形成具有铂层的玻璃，其被用作电极。应该注意的是，在该实施例中没有使用含铂粒和粘合剂的导电层。
用于比较例2-2的电极的制备
表2中所示的铂粒溶解并分散在溶剂中。在利用刮刀将所得的混合物涂覆到基板之后，充分干燥所涂布的物质，从而得到将用作反电极的电极。在其上形成有FTO膜的市售玻璃被用作基板。
用于比较例2-3的电极的制备
表2中所列组合物中的铂粒和绝缘粘合剂溶解并分散在溶剂中。在利用刮刀将所得的液体物质涂覆到基板之后，充分干燥所涂布的物质，从而得到将用作反电极的电极。在其上形成有FTO膜的市售玻璃被用作基板。
在表2中，“PVdF-HFP”表示聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
用于评估电极膜强度的方法
目测检查实施例2-1至2-5和比较例2-1至2-3的电极的导电层的可能剥离，利用下列三个等级来评估结果：A，B和C，其中“A”表示没有观察到导电层的剥离，“B”表示观察到轻微的剥离，“C”表示观察到大量的剥离。
电极表面的观测
利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察实施例2-1至2-5和比较例2-3的电极的表面。可以确定，铂粒被粘合聚合物粘合。另外，形成了大量从导电层表面沿深度方向延伸的空隙，并且铂粒大面积暴露。在被粘合聚合物粘合的部分，铂粒被粘合聚合物覆盖。
在实施例2-1至2-5的这些电极中，可以认为，由于粘合聚合物(PEDOT)也是导电的，因此，在电极表面上，铂粒暴露的部分以及被粘合聚合物覆盖的部分均可作为有助于电荷迁移、反应等的有效面积。
相反，在比较例2-3的电极中，可以认为，由于粘合聚合物(PVdF-HFP)具有绝缘特性，被该粘合聚合物所覆盖的部分无助于电荷迁移、或反应，从而导致电极表面的有效面积减少。
染料增感光电池的制备
利用下列工序制备染料增感光电池，该电池具有实施例2-1至2-5和比较例2-1至2-3的电极作为反电极。
在如图5所示的染料增感太阳能电池30中，把含有平均粒径在13nm-20nm之间的氧化钛纳米颗粒的浆料涂覆到其上形成有FTO膜的玻璃基板(透明电极基板26)的FTO膜(导电层25)表面上，并干燥，然后加热并在450℃下烘烤一小时，从而形成氧化物半导体多孔膜27。然后将其上形成有氧化物半导体多孔膜27的透明电极基板26在染料溶液中浸泡过夜，从而被染料增感以形成工作电极。联吡啶钌络合物(N3染料)用作染料。
如下制备的离子液体基电解质溶液用作电解质溶液。通过利用1-己基-3-甲基咪唑鎓碘化物(HMIm-I)作为离子液体并将适量的碘化锂、碘和4-叔丁基吡啶加入到离子液体中来制备电解质溶液。
工作电极28堆叠在反电极21上，而且在电极之间提供电解质溶液从而形成染料增感太阳能电池30，该电池为测试电池。
用于测量染料增感光电池的光电转换效率的方法
在1.5AM(大气质量)和100mW/cm2辐照度的辐照条件下评估电池的光电转换特性。
测试结果
电极膜强度评估结果和染料增感光电池的光电转换效率测量结果列于表2。
                                      表2
基板 铂粒 粘合剂   配比(wt/wt)碳/粘合剂 膜强度   光电转换效率(％)
  实施例1   玻璃/FTO膜 直径约9nm的角状颗粒 PEDOT 9∶1 A 4.3
  实施例2   玻璃/FTO膜 直径约120nm的树针状颗粒 PEDOT 9∶1 A 4.9
  实施例3   玻璃/FTO膜 直径约120nm的树针状颗粒 PEDOT 4∶1 A 4.5
  实施例4   玻璃/FTO膜 直径约120nm的树针状颗粒   可溶性聚吡咯 9∶1 A 4.5
  实施例5   PET/ITO膜 直径约120nm的树针状颗粒 PEDOT 9∶1 A 3.9
  比较例1   PET/ITO膜 溅射铂层 - - - 4.5
  比较例2   玻璃/FTO膜 直径约120nm的树针状颗粒 - - C   无法测量
  比较例3   玻璃/FTO膜 直径约120nm的树针状颗粒 PVdF-HFP 4∶1 A 0.9
实施例2-1至2-5的每个电极都表现出类似于或甚至优于具有铂层的玻璃电极的特性。而且，正如实施例5所示，即使当本发明第二实施方案应用于塑料基板时，也可以获得极好的电极和染料增感光电池。
另一方面，如比较例2-3所示，当使用绝缘粘合剂PVdF-HFP来粘合铂粒时，由于铂粒之间的电连接被绝缘树脂阻止，因此电极的电导率降低，从而导致光电转换效率的降低。
如比较例2-2所示，当不使用粘合剂而将铂粒分散于溶剂之中并且将溶液涂覆到基板以成膜时，铂粒没有固定在基板上且膜容易剥离。因此，在比较实施例2-2中不可能制备染料增感光电池。
如上所述，由于根据本发明第二实施方案的电极具有较大的电极表面积以及较高的电导率，因此可以确定，当用作染料增感太阳能电池的反电极时，它表现出有利的光电转换特性。
本发明的电极适合用作光电转换元件的电极，例如染料增感太阳能电池。另外，可以预料，该电极能够用于各种具有电或电化学作用的元件中。
虽然上文中描述和图示了本发明的示例性实施方案，但应该理解的是，这些方案是本发明的实施例，不能视为限制性的。在不背离本发明的精神实质或范围的情况下，可以进行各种添加、省略、替换以及其它的修改。因此，不能认为本发明受限于前面的描述，本发明仅受所附权利要求范围的限制。

Claims (20)

1.一种电极，包含：
基板；和
导电层，该导电层含有碳粒和用于粘合形成在所述基板上的碳粒的导电粘合剂，
其中从所述导电层表面延伸的大量空隙限定在所述导电层中。
2.根据权利要求1的电极，其中所述碳粒含有纳米颗粒状碳粒作为主要组份。
3.根据权利要求1的电极，其中所述导电粘合剂含有导电聚合物作为主要组份。
4.根据权利要求3的电极，其中所述导电聚合物是聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)或其衍生物。
5.一种光电转换元件，包含：
电极，所述电极包含基板、含有碳粒和用于粘合形成在所述基板上的碳粒的导电粘合剂的导电层，其中在所述碳粒之间限定与所述导电层表面相通的空隙。
6.一种染料增感光电池，包含：
电极，所述电极包含基板、含有碳粒和用于粘合形成在所述基板上的碳粒的导电粘合剂的导电层，其中在所述碳粒之间限定与所述导电层表面相通的空隙。
7.一种电极，包含：
基板；和
导电层，该导电层含有铂粒和用于粘合形成在所述基板上的铂粒的导电粘合剂，
其中在所述铂粒之间限定与所述导电层表面相通的空隙。
8.根据权利要求7的电极，其中所述铂粒含有纳米颗粒状铂粒作为主要组份。
9.根据权利要求7的电极，其中所述导电粘合剂含有导电聚合物作为主要组份。
10.根据权利要求9的电极，其中所述导电聚合物是聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)或其衍生物。
11.一种光电转换元件，包含：
电极，所述电极包含基板、含有铂粒和用于粘合形成在所述基板上的铂粒的导电粘合剂的导电层，其中在所述铂粒之间限定与所述导电层表面相通的空隙。
12.一种染料增感光电池，包含：
电极，所述电极包含基板、含有铂粒和用于粘合形成在所述基板上的铂粒的导电粘合剂的导电层，其中在所述铂粒之间限定与所述导电层表面相通的空隙。
13.根据权利要求1的电极，其中所述基板由选自碳、玻璃、塑料、金属和陶瓷的材料形成。
14.根据权利要求13的电极，其中所述基板由塑料形成。
15.根据权利要求1的电极，还包含形成在所述基板和所述导电层之间的第二导电层。
16.根据权利要求15的电极，其中所述第二导电层包含导电金属氧化物。
17.根据权利要求3的电极，其中所述导电聚合物是选自聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯及其衍生物中的至少一种。
18.根据权利要求1的电极，其中碳粒与导电粘合剂的质量比为约0.5-约5。
19.根据权利要求7的电极，其中铂粒与导电粘合剂的质量比为约4∶1-约9∶1。
20.根据权利要求5的光电转换元件，还包含具有图案的金属导线层，所述图案选自网格状、条纹状或梳状图案。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916859A (zh) * 2009-03-12 2010-12-15 巴莱诺斯清洁能源控股公司 氮化物和碳化物阳极材料
CN101606275B (zh) * 2007-12-12 2011-05-11 索尼株式会社 染料增感型光电转换元件模块及其制造方法、光电转换元件模块及其制造方法以及电子设备
CN101188257B (zh) * 2006-11-16 2011-08-17 中国科学院物理研究所 一种用于染料敏化太阳能电池对电极的碳浆料及其制法
CN102270682A (zh) * 2010-06-03 2011-12-07 上海空间电源研究所 超轻柔太阳电池阵及其制造方法
CN102385999A (zh) * 2010-09-01 2012-03-21 中国科学院物理研究所 一种染料敏化太阳能电池的柔性复合对电极及其制备方法
CN102782772A (zh) * 2010-03-05 2012-11-14 卡尔斯特里姆保健公司 透明导电膜、制品及方法
CN101842905B (zh) * 2007-08-28 2013-01-16 3G太阳能光电有限公司 具有改善的辅助电极的光伏染料电池
CN103477407A (zh) * 2011-12-28 2013-12-25 松下电器产业株式会社 电极复合体和配备有它的光电元件
CN103887069B (zh) * 2012-12-20 2017-06-13 中国科学院过程工程研究所 一种基于离子液体金属络合物的电解质及其制备方法
CN108550469A (zh) * 2018-04-20 2018-09-18 南京邮电大学 一种金属卟啉框架/聚吡咯复合柔性电极的制备方法和应用

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080190942A1 (en) * 2005-03-28 2008-08-14 Thermos K.K. Heat Insulated Container
US20100132790A1 (en) * 2005-05-09 2010-06-03 Solaris Nanosciences, Inc. Rechargeable Dye Sensitized Solar Cell
KR101156531B1 (ko) * 2005-12-07 2012-06-20 삼성에스디아이 주식회사 플렉서블 반도체 전극의 제조방법 및 그에 의해 제조된반도체 전극, 이를 이용한 태양전지
US20070215195A1 (en) * 2006-03-18 2007-09-20 Benyamin Buller Elongated photovoltaic cells in tubular casings
US8558105B2 (en) * 2006-05-01 2013-10-15 Wake Forest University Organic optoelectronic devices and applications thereof
AU2007248170B2 (en) 2006-05-01 2012-08-16 Arrowhead Center, Inc. Fiber photovoltaic devices and applications thereof
US20080149178A1 (en) * 2006-06-27 2008-06-26 Marisol Reyes-Reyes Composite organic materials and applications thereof
EP2050151B1 (en) 2006-08-07 2011-10-12 Wake Forest University Method of producing composite organic materials
EP2083680B1 (en) 2006-10-25 2016-08-10 Proteus Digital Health, Inc. Controlled activation ingestible identifier
US20080178924A1 (en) * 2007-01-30 2008-07-31 Solasta, Inc. Photovoltaic cell and method of making thereof
CN101663764A (zh) * 2007-02-12 2010-03-03 索拉斯特公司 具有减少的热载流子冷却的光电池
KR101528748B1 (ko) * 2007-02-14 2015-06-15 프로테우스 디지털 헬스, 인코포레이티드 고 표면적 전극을 갖는 체내 전원
JP6098860B2 (ja) 2007-04-20 2017-03-22 シーエーエム ホールディング コーポレーション 複合透明導電体、及び機器
JP2010532574A (ja) * 2007-07-03 2010-10-07 ソーラスタ インコーポレイテッド 分散型コアックス光起電装置
US8377504B2 (en) * 2007-09-26 2013-02-19 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Method for producing electroconductive polymer electrode, and dye-sensitized solar cell equipped with the same
EP2210292A2 (en) * 2007-11-01 2010-07-28 Wake Forest University Lateral organic optoelectronic devices and applications thereof
WO2009107348A1 (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 株式会社フジクラ 対極及び該対極を備えた光電変換素子
SG195535A1 (en) 2008-07-08 2013-12-30 Proteus Digital Health Inc Ingestible event marker data framework
KR100984080B1 (ko) 2008-11-03 2010-09-30 주식회사 은성 대면적이 가능한 염료감응형 태양전지
US9406985B2 (en) 2009-01-13 2016-08-02 Nokia Technologies Oy High efficiency energy conversion and storage systems using carbon nanostructured materials
US20100216023A1 (en) * 2009-01-13 2010-08-26 Di Wei Process for producing carbon nanostructure on a flexible substrate, and energy storage devices comprising flexible carbon nanostructure electrodes
US20100186806A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Mitsubishi Electric Corporation Photovoltaic module
CN101515505B (zh) * 2009-03-31 2011-04-13 彩虹集团公司 一种染料敏化太阳能电池铂电极的制备方法
KR101061970B1 (ko) * 2009-05-25 2011-09-05 한국과학기술연구원 전도성 비금속 필름을 이용한 광전극 및 이를 포함하는 염료감응 태양전지
JP5182238B2 (ja) * 2009-06-30 2013-04-17 ソニー株式会社 タッチパネル及びその製造方法
TWI398469B (zh) * 2009-10-19 2013-06-11 Ind Tech Res Inst 一階段固定ＴｉＯ2奈米結晶粒於高分子基材的方法及其應用
US20120267240A1 (en) * 2009-10-26 2012-10-25 Agency For Science Technology And Research Photoelectrode with a polymer layer
TWI517050B (zh) 2009-11-04 2016-01-11 普羅托斯數位健康公司 供應鏈管理之系統
US8962188B2 (en) * 2010-01-07 2015-02-24 Nanotek Instruments, Inc. Anode compositions for lithium secondary batteries
KR101146673B1 (ko) 2010-05-06 2012-05-22 삼성에스디아이 주식회사 염료감응 태양전지용 전극, 그 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지
JP2012014849A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Sony Corp 光電変換素子およびその製造方法ならびに光電変換素子モジュールおよびその製造方法
TWI407579B (zh) 2010-09-08 2013-09-01 Ind Tech Res Inst 基板電極結構的製造方法
JP6027008B2 (ja) * 2010-10-10 2016-11-16 ザ トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシテイ 太陽電池用のグラフェン電極
US8719317B1 (en) * 2010-12-30 2014-05-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Structured data conversion system
KR101279586B1 (ko) * 2011-01-20 2013-06-27 한국과학기술연구원 플렉서블 광전극과 그 제조방법, 및 이를 이용한 염료감응 태양전지
KR101193969B1 (ko) 2011-02-22 2012-10-24 한양대학교 산학협력단 폴리피롤 나노입자를 이용한 염료감응형 태양전지 상대 전극의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 염료감응형 태양전지 상대 전극
WO2012141095A1 (ja) * 2011-04-14 2012-10-18 シャープ株式会社 光電変換素子および光電変換モジュール
CN102489799A (zh) * 2011-11-25 2012-06-13 株洲南方燃气轮机成套制造安装有限公司 铝合金板料的线切割方法
JP2013177277A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 International Frontier Technology Laboratory Inc ソーラーセル複合ガラス板
KR101393609B1 (ko) * 2012-05-03 2014-05-13 한양대학교 산학협력단 염료 감응형 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 염료 감응형 태양전지, 및 이의 제조방법
WO2014091809A1 (ja) * 2012-12-14 2014-06-19 積水化学工業株式会社 電極基板及び色素増感太陽電池
KR101429401B1 (ko) * 2013-04-17 2014-08-14 서울시립대학교 산학협력단 전극체 및 그 제조방법
US20210273170A1 (en) * 2018-09-18 2021-09-02 Lg Chem, Ltd. Method for manufacturing device
KR102460522B1 (ko) * 2020-08-20 2022-10-31 한국과학기술원 고체산화물 연료전지 Hot-BOP에 적용되는 복합 코팅층

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH674596A5 (zh) * 1988-02-12 1990-06-15 Sulzer Ag
NL1001611C2 (nl) * 1995-11-09 1997-05-13 Oce Nederland Bv Fotogeleidend element.
WO1998054767A1 (de) * 1997-05-31 1998-12-03 Robert Bosch Gmbh Leitfähiges schichtsystem und dessen verwendung in elektrolumineszierenden anordnungen
JP4440359B2 (ja) * 1998-09-17 2010-03-24 大日本印刷株式会社 有機太陽電池の製造方法
JP2000231942A (ja) 1999-02-12 2000-08-22 Nikon Corp 色素増感型太陽電池
JP2000285977A (ja) 1999-03-31 2000-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd 光電変換素子および光電池
DE19929509A1 (de) * 1999-06-29 2001-01-11 Inst Angewandte Photovoltaik G Photoelektrochemische Zelle und Verfahren zum Herstellen einer Gegenelektrode für eine photoelektrochemische Zelle
EP1207572A1 (en) * 2000-11-15 2002-05-22 Dr. Sugnaux Consulting Mesoporous electrodes for electrochemical cells and their production method
JP4552330B2 (ja) * 2001-01-30 2010-09-29 住友金属鉱山株式会社 太陽電池付き表示装置
KR20040030506A (ko) * 2001-02-16 2004-04-09 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 고전도성 폴리아닐린 조성물 및 그의 용도
JP2002298936A (ja) 2001-03-30 2002-10-11 Fuji Xerox Co Ltd 光電変換素子、及びその製造方法
JP3879540B2 (ja) 2001-08-31 2007-02-14 凸版印刷株式会社 導電膜および導電膜の製造方法
JP2003347193A (ja) 2002-05-24 2003-12-05 Canon Inc 光学絞り装置、露光装置、デバイス製造方法、並びに、デバイス
KR100499271B1 (ko) * 2002-09-09 2005-07-01 한국전자통신연구원 구부림이 가능한 염료감응 태양전지 및 그 제조방법
DE10249246B4 (de) * 2002-10-23 2013-01-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Farbstoffsensibilisierte photovoltaische Zelle, ein Verfahren zur Herstellung dieser photovoltaischen Zellen sowie deren Verwendung
DE10302149A1 (de) * 2003-01-21 2005-08-25 Siemens Ag Verwendung leitfähiger Carbon-black/Graphit-Mischungen für die Herstellung von low-cost Elektronik
JP2004241228A (ja) 2003-02-05 2004-08-26 Toin Gakuen プラスチックフィルム電極及びそれを用いた光電池
US7150801B2 (en) * 2003-02-26 2006-12-19 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for producing cold field-emission cathodes
JP2004337530A (ja) 2003-05-19 2004-12-02 Daito Boshoku Kk 敷布団
JP2004337531A (ja) 2003-05-19 2004-12-02 Tokai Ind Sewing Mach Co Ltd 刺繍機
KR20060033158A (ko) * 2004-10-14 2006-04-19 한국전기연구원 탄소나노튜브 전극을 이용한 염료감응형 태양전지

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101188257B (zh) * 2006-11-16 2011-08-17 中国科学院物理研究所 一种用于染料敏化太阳能电池对电极的碳浆料及其制法
CN101842905B (zh) * 2007-08-28 2013-01-16 3G太阳能光电有限公司 具有改善的辅助电极的光伏染料电池
CN101606275B (zh) * 2007-12-12 2011-05-11 索尼株式会社 染料增感型光电转换元件模块及其制造方法、光电转换元件模块及其制造方法以及电子设备
CN101916859A (zh) * 2009-03-12 2010-12-15 巴莱诺斯清洁能源控股公司 氮化物和碳化物阳极材料
CN102782772A (zh) * 2010-03-05 2012-11-14 卡尔斯特里姆保健公司 透明导电膜、制品及方法
CN102270682A (zh) * 2010-06-03 2011-12-07 上海空间电源研究所 超轻柔太阳电池阵及其制造方法
CN102385999A (zh) * 2010-09-01 2012-03-21 中国科学院物理研究所 一种染料敏化太阳能电池的柔性复合对电极及其制备方法
CN102385999B (zh) * 2010-09-01 2014-05-07 中国科学院物理研究所 一种染料敏化太阳能电池的柔性复合对电极及其制备方法
CN103477407A (zh) * 2011-12-28 2013-12-25 松下电器产业株式会社 电极复合体和配备有它的光电元件
CN103477407B (zh) * 2011-12-28 2017-04-05 松下电器产业株式会社 电极复合体和配备有它的光电元件
CN103887069B (zh) * 2012-12-20 2017-06-13 中国科学院过程工程研究所 一种基于离子液体金属络合物的电解质及其制备方法
CN108550469A (zh) * 2018-04-20 2018-09-18 南京邮电大学 一种金属卟啉框架/聚吡咯复合柔性电极的制备方法和应用
CN108550469B (zh) * 2018-04-20 2020-03-27 南京邮电大学 一种金属卟啉框架/聚吡咯复合柔性电极的制备方法和应用

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