JP2003123862A - 染料感応型太陽電池 - Google Patents
染料感応型太陽電池Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 チタノシリカライト−２を含む染料感応型太
陽電池を提供する。 【解決手段】 遷移金属酸化物とチタノシリカライト−
２との混合物層を透明基板１２うえにコーティングされ
た半導体電極１０と、対向電極２０と、半導体電極と対
向電極との間に充填されている電解質溶液３０とを備え
ている。半導体電極は遷移金属酸化物に吸着されている
ルテニウム錯体などの染料分子層を含むことが好まし
い。遷移金属酸化物はナノ粒子二酸化チタンが好まし
い。混合物層の厚さは１０〜３０μｍがこのましい。
陽電池を提供する。 【解決手段】 遷移金属酸化物とチタノシリカライト−
２との混合物層を透明基板１２うえにコーティングされ
た半導体電極１０と、対向電極２０と、半導体電極と対
向電極との間に充填されている電解質溶液３０とを備え
ている。半導体電極は遷移金属酸化物に吸着されている
ルテニウム錯体などの染料分子層を含むことが好まし
い。遷移金属酸化物はナノ粒子二酸化チタンが好まし
い。混合物層の厚さは１０〜３０μｍがこのましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、染料感応型太陽電
池に関し、より詳細には、遷移金属酸化物半導体電極を
含む染料感応型太陽電池に関する。
池に関し、より詳細には、遷移金属酸化物半導体電極を
含む染料感応型太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の染料感応型太陽電池のうち代表的
なものとして、１９９１年スイスのグラツェルらによっ
て開発された太陽電池がある。グラツェルらによる光電
気化学的な太陽電池は、感光性染料分子及びナノ粒子二
酸化チタンよりなる酸化物半導体を利用したものであ
る。これは、既存のシリコン太陽電池に比べて製造コス
トが低いという利点があるが、エネルギー変換効率の高
い太陽電池を製造し難いという短所がある。
なものとして、１９９１年スイスのグラツェルらによっ
て開発された太陽電池がある。グラツェルらによる光電
気化学的な太陽電池は、感光性染料分子及びナノ粒子二
酸化チタンよりなる酸化物半導体を利用したものであ
る。これは、既存のシリコン太陽電池に比べて製造コス
トが低いという利点があるが、エネルギー変換効率の高
い太陽電池を製造し難いという短所がある。
【０００３】従来の他の染料感応型太陽電池として、エ
ネルギー変換効率を高めるために、ナノ粒子二酸化チタ
ンにマイクロ粒子サイズの二酸化チタンを添加してなる
酸化物半導体を利用した太陽電池が提案されている。し
かし、このような太陽電池は、光電流の増大効果は得ら
れるものの、光電圧は下がるということが知られてい
る。このために、エネルギー変換効率を高めるには限界
があった。
ネルギー変換効率を高めるために、ナノ粒子二酸化チタ
ンにマイクロ粒子サイズの二酸化チタンを添加してなる
酸化物半導体を利用した太陽電池が提案されている。し
かし、このような太陽電池は、光電流の増大効果は得ら
れるものの、光電圧は下がるということが知られてい
る。このために、エネルギー変換効率を高めるには限界
があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、製造コストが安く、しかも、高いエネルギー変換効
率を得ることができる染料感応型太陽電池を提供するこ
とにある。
問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、製造コストが安く、しかも、高いエネルギー変換効
率を得ることができる染料感応型太陽電池を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、染料感応型太陽電池は、遷移金属
酸化物とチタノシリカライト−２との混合物層を含む半
導体電極と、対向電極と、前記半導体電極と対向電極と
の間に充填されている電解質溶液とを含む。
的を達成するために、染料感応型太陽電池は、遷移金属
酸化物とチタノシリカライト−２との混合物層を含む半
導体電極と、対向電極と、前記半導体電極と対向電極と
の間に充填されている電解質溶液とを含む。
【０００６】望ましくは、前記半導体電極は伝導性透明
基板と、前記透明基板上にコーティングされている前記
混合物層とを含む。
基板と、前記透明基板上にコーティングされている前記
混合物層とを含む。
【０００７】さらに、望ましくは、前記半導体電極は前
記遷移金属酸化物に化学的に吸着されている染料分子層
をさらに含む。
記遷移金属酸化物に化学的に吸着されている染料分子層
をさらに含む。
【０００８】さらに、望ましくは、前記染料分子層はル
テニウム錯体よりなる。
テニウム錯体よりなる。
【０００９】さらに、望ましくは、前記遷移金属酸化物
はナノ粒子二酸化チタンよりなる。
はナノ粒子二酸化チタンよりなる。
【００１０】さらに、望ましくは、前記混合物層内にチ
タノシリカライト−２が前記遷移金属酸化物の総重量を
基準として５〜２０重量％混合される。
タノシリカライト−２が前記遷移金属酸化物の総重量を
基準として５〜２０重量％混合される。
【００１１】さらに、望ましくは、前記混合物層は１０
〜３０μｍの膜厚を有する。
〜３０μｍの膜厚を有する。
【００１２】さらに、望ましくは、前記対向電極は伝導
性透明基板と、前記透明基板上にコーティングされてい
る白金層を含む。
性透明基板と、前記透明基板上にコーティングされてい
る白金層を含む。
【００１３】このような構成により、本発明によれば、
前記染料感応型太陽電池は、安定した光電流特性を得る
ことができる。さらに、光電圧の減少無しに光電流を増
やせることから、従来の技術による太陽電池に比べて光
転換効率を高めることができる。
前記染料感応型太陽電池は、安定した光電流特性を得る
ことができる。さらに、光電圧の減少無しに光電流を増
やせることから、従来の技術による太陽電池に比べて光
転換効率を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。図１は、本発明による染料感応
型太陽電池の構成を概略的に示した図である。本発明に
よる染料感応型太陽電池は、半導体電極１０と、対向電
極２０と、これらの間に充填されている電解質溶液３０
とを備えている。
施例について説明する。図１は、本発明による染料感応
型太陽電池の構成を概略的に示した図である。本発明に
よる染料感応型太陽電池は、半導体電極１０と、対向電
極２０と、これらの間に充填されている電解質溶液３０
とを備えている。
【００１５】半導体電極１０は、伝導性ガラス基板１
２、例えばＩＴＯ又はＳｎＯ２がコーティングされてい
る透明な伝導性ガラス基板上に遷移金属酸化物及びチタ
ノシリカライト−２が混合されてなる混合物層１４がコ
ーティングされているような構成を有する。
２、例えばＩＴＯ又はＳｎＯ２がコーティングされてい
る透明な伝導性ガラス基板上に遷移金属酸化物及びチタ
ノシリカライト−２が混合されてなる混合物層１４がコ
ーティングされているような構成を有する。
【００１６】混合物層１４をなしている遷移金属酸化物
は、約５〜３０ｎｍのナノ粒子二酸化チタンよりなる。
混合物層１４内に含まれるチタノシリカライト−２は、
多孔性ゼオライトの一種であって、望ましくは、混合物
層１４内に遷移金属酸化物の総重量を基準として約５〜
２０重量％混合される。
は、約５〜３０ｎｍのナノ粒子二酸化チタンよりなる。
混合物層１４内に含まれるチタノシリカライト−２は、
多孔性ゼオライトの一種であって、望ましくは、混合物
層１４内に遷移金属酸化物の総重量を基準として約５〜
２０重量％混合される。
【００１７】また、望ましくは、混合物層１４は、約１
０〜３０μｍの膜厚を有する。混合物層１４内をなして
いる遷移金属酸化物、すなわちナノ粒子二酸化チタンに
はルテニウム錯体よりなる染料分子層が化学的に吸着さ
れている。
０〜３０μｍの膜厚を有する。混合物層１４内をなして
いる遷移金属酸化物、すなわちナノ粒子二酸化チタンに
はルテニウム錯体よりなる染料分子層が化学的に吸着さ
れている。
【００１８】対向電極２０は、伝導性ガラス基板２２、
例えばＩＴＯ又はＳｎＯ２がコーティングされている透
明な伝導性ガラス基板上に白金層２４がコーティングさ
れているような構成を有する。対向電極２０の白金層２
４は、半導体電極１０の混合物層１４と対向するように
配置されている。
例えばＩＴＯ又はＳｎＯ２がコーティングされている透
明な伝導性ガラス基板上に白金層２４がコーティングさ
れているような構成を有する。対向電極２０の白金層２
４は、半導体電極１０の混合物層１４と対向するように
配置されている。
【００１９】半導体電極１０と対向電極２０との間に充
填されている電解質溶液としては、０．８Ｍの１，２−
ジメチル−３−オクチル−イミダゾリウムアイオダイド
及び４０ｍＭのヨウ素（Ｉ２）を３−メトキシプロピオ
ニトリルに溶解させた
填されている電解質溶液としては、０．８Ｍの１，２−
ジメチル−３−オクチル−イミダゾリウムアイオダイド
及び４０ｍＭのヨウ素（Ｉ２）を３−メトキシプロピオ
ニトリルに溶解させた
【００２０】
【外１】
【００２１】の電解質溶液が使用できる。
【００２２】次に、本発明による染料感応型太陽電の製
造方法について説明する。負極である半導体電極１０を
製造するために、遷移金属酸化物及びチタノシリカライ
ト−２の混合物を以下のように製造する。
造方法について説明する。負極である半導体電極１０を
製造するために、遷移金属酸化物及びチタノシリカライ
ト−２の混合物を以下のように製造する。
【００２３】先ず、チタニウム（ＩＶ）イソプロポキシ
ド及びアセト酸を２２０℃に保たれるオートクレーブ内
に仕込み、これを水熱合成方法によって合成して二酸化
チタンコロイド溶液を得る。次に、得られた溶液内の二
酸化チタンの含量が１０〜１５重量％になるまで二酸化
チタンコロイド溶液から溶媒を蒸発させて約５〜３０ｎ
ｍのナノ粒子入り二酸化チタンコロイド溶液を得る。
ド及びアセト酸を２２０℃に保たれるオートクレーブ内
に仕込み、これを水熱合成方法によって合成して二酸化
チタンコロイド溶液を得る。次に、得られた溶液内の二
酸化チタンの含量が１０〜１５重量％になるまで二酸化
チタンコロイド溶液から溶媒を蒸発させて約５〜３０ｎ
ｍのナノ粒子入り二酸化チタンコロイド溶液を得る。
【００２４】次に、得られたコロイド溶液にマイクロ粒
子サイズのチタノシリカライト−２を添加する。この
時、チタノシリカライト−２の添加量は、ナノ粒子二酸
化チタンの総重量を基準として約５〜２０重量％であ
る。ここで、添加されるチタノシリカライト−２は、以
下のように製造できる。
子サイズのチタノシリカライト−２を添加する。この
時、チタノシリカライト−２の添加量は、ナノ粒子二酸
化チタンの総重量を基準として約５〜２０重量％であ
る。ここで、添加されるチタノシリカライト−２は、以
下のように製造できる。
【００２５】まず、テトラブチルアンモニウムヒドロキ
シドとし、テトラエチルオルトシリケート及びテトラブ
チルオルトチタネートを１７５℃に保たれるオートクレ
ーブにおいて２４時間反応させて結晶化させる。次に、
得られた結晶をろ過して洗浄した後、これを５００℃に
保たれる電気炉に入れて加熱する。このようにして製造
されたチタノシリカライト−２はナノ粒子二酸化チタン
溶液に添加された時に一様に混合できる。
シドとし、テトラエチルオルトシリケート及びテトラブ
チルオルトチタネートを１７５℃に保たれるオートクレ
ーブにおいて２４時間反応させて結晶化させる。次に、
得られた結晶をろ過して洗浄した後、これを５００℃に
保たれる電気炉に入れて加熱する。このようにして製造
されたチタノシリカライト−２はナノ粒子二酸化チタン
溶液に添加された時に一様に混合できる。
【００２６】次に、以上のようにして得られた二酸化チ
タン及びチタノシリカライト−２の混合溶液にポリエチ
レングリコール及びポリエチレンオキシドを二酸化チタ
ンの総重量を基準として約３０〜５０重量％添加して粘
性のある二酸化チタン及びチタノシリカライト−２の混
合物を完成する。
タン及びチタノシリカライト−２の混合溶液にポリエチ
レングリコール及びポリエチレンオキシドを二酸化チタ
ンの総重量を基準として約３０〜５０重量％添加して粘
性のある二酸化チタン及びチタノシリカライト−２の混
合物を完成する。
【００２７】次に、この混合物をＩＴＯ又はＳｎＯ２が
コーティングされている透明な伝導性ガラス基板１２上
に約１０〜３０μｍの膜厚にコーティングした後、約４
５０〜５５０℃の温度に加熱して有機高分子を除去し、
ナノ粒子酸化物間の接触及び充填がなされるようにす
る。次に、二酸化チタン及びチタノシリカライト−２の
混合物がコーティングされているガラス基板１２をルテ
ニウム錯体よりなる染料溶液内に２４時間以上浸漬して
染料がコーティングされている前記混合物層１４を含む
負極を完成する。
コーティングされている透明な伝導性ガラス基板１２上
に約１０〜３０μｍの膜厚にコーティングした後、約４
５０〜５５０℃の温度に加熱して有機高分子を除去し、
ナノ粒子酸化物間の接触及び充填がなされるようにす
る。次に、二酸化チタン及びチタノシリカライト−２の
混合物がコーティングされているガラス基板１２をルテ
ニウム錯体よりなる染料溶液内に２４時間以上浸漬して
染料がコーティングされている前記混合物層１４を含む
負極を完成する。
【００２８】続けて、正極である対向電極２０を製造す
るために、ＩＴＯ又はＳｎＯ２がコーティングされてい
る透明な伝導性ガラス基板２２上に白金層２４をコーテ
ィングする。
るために、ＩＴＯ又はＳｎＯ２がコーティングされてい
る透明な伝導性ガラス基板２２上に白金層２４をコーテ
ィングする。
【００２９】次に、負極と正極との組立て時、正極及び
負極の各々において伝導性表面を内側に位置させて白金
層２４と混合物層１４とを互いに対向させる。またこの
時、正極と負極との間に、例えばサーリン（商品名：デ
ュポン社製）よりなる約３０〜５０μｍの膜厚の高分子
層４０を挟持し、約１００〜１４０℃の加熱板上におい
て約１〜３気圧にて両電極を密着させる。熱及び圧力に
よって高分子層４０が両電極の表面に強く付着される。
負極の各々において伝導性表面を内側に位置させて白金
層２４と混合物層１４とを互いに対向させる。またこの
時、正極と負極との間に、例えばサーリン（商品名：デ
ュポン社製）よりなる約３０〜５０μｍの膜厚の高分子
層４０を挟持し、約１００〜１４０℃の加熱板上におい
て約１〜３気圧にて両電極を密着させる。熱及び圧力に
よって高分子層４０が両電極の表面に強く付着される。
【００３０】次に、正極に形成された微細孔２６を介し
て両電極間に電解質溶液３０を充填する。このような電
解質溶液３０としては、前述したような物質が使用でき
る。次に、サーリン及び薄いガラスを瞬間的に加熱する
ことにより微細孔２６を閉塞する。
て両電極間に電解質溶液３０を充填する。このような電
解質溶液３０としては、前述したような物質が使用でき
る。次に、サーリン及び薄いガラスを瞬間的に加熱する
ことにより微細孔２６を閉塞する。
【００３１】以上のようにして得られた本発明による染
料感応型太陽電池の光転換効率を評価するために、光電
圧及び光電流を以下のように測定した。
料感応型太陽電池の光転換効率を評価するために、光電
圧及び光電流を以下のように測定した。
【００３２】光源としては、キセノンランプ（Ｏｒｉｅ
ｌ、９１１９３）を使用し、キセノンランプの太陽条件
（ＡＭ １．５）は、標準太陽電池（Ｆｒｕｎｈｏｆｅ
ｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｏｌａｒｅ Ｅｎｇｅｒｉｅ
ｓｓｙｓｔｅｍｅ、Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ｎｏ． Ｃ
−ＩＳＥ３６９， Ｔｙｐｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ：
Ｍｏｎｏ−Ｓｉ＋ＫＧ ｆｉｌｔｅｒ）を使って補正し
た。
ｌ、９１１９３）を使用し、キセノンランプの太陽条件
（ＡＭ １．５）は、標準太陽電池（Ｆｒｕｎｈｏｆｅ
ｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｏｌａｒｅ Ｅｎｇｅｒｉｅ
ｓｓｙｓｔｅｍｅ、Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ｎｏ． Ｃ
−ＩＳＥ３６９， Ｔｙｐｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ：
Ｍｏｎｏ−Ｓｉ＋ＫＧ ｆｉｌｔｅｒ）を使って補正し
た。
【００３３】図２は、本発明による染料感応型太陽電池
の電流及び電圧特性をグラフに示した図である。負極を
なす半導体層としてナノ粒子二酸化チタンにチタノシリ
カライト−２（図中には「ＴＳ−２」にて表示）を添加
した場合（２）、（３）及び（４）にはチタノシリカラ
イト−２を添加せずにナノ粒子二酸化チタンだけを使用
した場合（１）に比べて光電流が高まったということが
分かる。
の電流及び電圧特性をグラフに示した図である。負極を
なす半導体層としてナノ粒子二酸化チタンにチタノシリ
カライト−２（図中には「ＴＳ−２」にて表示）を添加
した場合（２）、（３）及び（４）にはチタノシリカラ
イト−２を添加せずにナノ粒子二酸化チタンだけを使用
した場合（１）に比べて光電流が高まったということが
分かる。
【００３４】ここで、光電流が高まった理由は、二酸化
チタンに吸着された染料が光を吸収して励起された染料
分子が二酸化チタンの伝導帯に電子を注入する過程で光
の散乱によって染料の光吸収が増えるからである。
チタンに吸着された染料が光を吸収して励起された染料
分子が二酸化チタンの伝導帯に電子を注入する過程で光
の散乱によって染料の光吸収が増えるからである。
【００３５】図３は、チタノシリカライト−２の添加量
による光電流の変化をグラフに示した図である。これを
参照すれば、チタノシリカライト−２の添加量を二酸化
チタンの総重量を基準として各々５重量％、１０重量％
及び１５重量％にして負極を形成した時、各々の場合に
製造された染料感応型太陽電池に対してチタノシリカラ
イト−２の増加量による光電流の変化を測定したとこ
ろ、チタノシリカライト−２の量が増えるに伴い光電流
が高まってから、添加量が一定値を超えれば光電流がさ
らに低まるということが分かる。
による光電流の変化をグラフに示した図である。これを
参照すれば、チタノシリカライト−２の添加量を二酸化
チタンの総重量を基準として各々５重量％、１０重量％
及び１５重量％にして負極を形成した時、各々の場合に
製造された染料感応型太陽電池に対してチタノシリカラ
イト−２の増加量による光電流の変化を測定したとこ
ろ、チタノシリカライト−２の量が増えるに伴い光電流
が高まってから、添加量が一定値を超えれば光電流がさ
らに低まるということが分かる。
【００３６】ここで、チタノシリカライト−２の添加量
が１０重量％である時に最高の光電流が得られた。この
ような現象が現れる理由について説明すれば、次の通り
である。すなわち、マイクロ粒子サイズのチタノシリカ
ライト−２の添加量が増えるに伴い、太陽電池への入射
光の散乱が増えるとともに二酸化チタンの分率が下が
り、その結果、表面積が狭まる。
が１０重量％である時に最高の光電流が得られた。この
ような現象が現れる理由について説明すれば、次の通り
である。すなわち、マイクロ粒子サイズのチタノシリカ
ライト−２の添加量が増えるに伴い、太陽電池への入射
光の散乱が増えるとともに二酸化チタンの分率が下が
り、その結果、表面積が狭まる。
【００３７】従って、二酸化チタンの表面に吸着される
染料の量も減り、光電流が低まる結果となるのである。
この理由から、チタノシリカライト−２の最適の添加量
が存在するのである。
染料の量も減り、光電流が低まる結果となるのである。
この理由から、チタノシリカライト−２の最適の添加量
が存在するのである。
【００３８】一般に、ナノ粒子二酸化チタンにマイクロ
粒子サイズの二酸化チタンを添加して製造された負極を
有する従来の太陽電池では、光電流は高まるものの光電
圧が下がると知られている。しかしながら、本発明によ
る染料感応型太陽電池でのように、ナノ粒子二酸化チタ
ンにチタノシリカライト−２を添加した場合には、その
添加量の変化に関係せずに一定した光電圧が得られると
いうことが分かる。これは、電極の表面エネルギー状態
と関係があると判断される。
粒子サイズの二酸化チタンを添加して製造された負極を
有する従来の太陽電池では、光電流は高まるものの光電
圧が下がると知られている。しかしながら、本発明によ
る染料感応型太陽電池でのように、ナノ粒子二酸化チタ
ンにチタノシリカライト−２を添加した場合には、その
添加量の変化に関係せずに一定した光電圧が得られると
いうことが分かる。これは、電極の表面エネルギー状態
と関係があると判断される。
【００３９】すなわち、比較的に大きい粒径を有するチ
タノシリカライト−２をナノ粒子二酸化チタンに添加す
れば、電極の表面積が狭まって再結合エネルギー状態が
減少され、その結果、光電圧が高くなる。しかし、一方
では、チタノシリカライト−２の添加量が増えるに伴い
二酸化チタンの表面積が狭まるとともに吸着染料量が減
り、その結果、伝導帯の電子密度が低まる。
タノシリカライト−２をナノ粒子二酸化チタンに添加す
れば、電極の表面積が狭まって再結合エネルギー状態が
減少され、その結果、光電圧が高くなる。しかし、一方
では、チタノシリカライト−２の添加量が増えるに伴い
二酸化チタンの表面積が狭まるとともに吸着染料量が減
り、その結果、伝導帯の電子密度が低まる。
【００４０】従って、光電圧が低まると予測できる。結
果的に、光電圧を高めるのに寄与する表面積の減少と、
光電圧を低めるのに寄与する吸着染料量の減少が同時に
起こってこれらが互いに相殺されるために、チタノシリ
カライト−２の添加量が増えても光電圧が低まることな
く一定に保たれるのである。
果的に、光電圧を高めるのに寄与する表面積の減少と、
光電圧を低めるのに寄与する吸着染料量の減少が同時に
起こってこれらが互いに相殺されるために、チタノシリ
カライト−２の添加量が増えても光電圧が低まることな
く一定に保たれるのである。
【００４１】図４は、光の照射時間による光電流特性を
グラフに示した図である。光の照射時間によって安定し
た光電流特性が得られるということが分かる。
グラフに示した図である。光の照射時間によって安定し
た光電流特性が得られるということが分かる。
【００４２】以上、本発明を望ましい実施例を挙げて詳
細に説明したが、本発明は上述した実施例に限定される
ことなく、本発明の技術的な思想の範囲内であれば、当
業者によって各種の変形が可能であるということは言う
までもない。
細に説明したが、本発明は上述した実施例に限定される
ことなく、本発明の技術的な思想の範囲内であれば、当
業者によって各種の変形が可能であるということは言う
までもない。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、染
料感応型太陽電池は、負極として遷移金属酸化物とチタ
ノシリカライト−２との混合物層を含む半導体電極を含
んでいることから、安定した光変換特性を得ることがで
き、光電圧を一定に保てるほか、高まった光電流を得る
ことができる。従って、太陽光から電気エネルギーへの
光転換効率、すなわちエネルギー変換効率の向上を図る
ことができる。
料感応型太陽電池は、負極として遷移金属酸化物とチタ
ノシリカライト−２との混合物層を含む半導体電極を含
んでいることから、安定した光変換特性を得ることがで
き、光電圧を一定に保てるほか、高まった光電流を得る
ことができる。従って、太陽光から電気エネルギーへの
光転換効率、すなわちエネルギー変換効率の向上を図る
ことができる。
【図１】本発明による染料感応型太陽電池の構成を概略
的に示した図である。
的に示した図である。
【図２】本発明による染料感応型太陽電池の電流電圧特
性をグラフに示した図である。
性をグラフに示した図である。
【図３】本発明による染料感応型太陽電池において、チ
タノシリカライト−２の添加量による光電流の変化をグ
ラフに示した図である。
タノシリカライト−２の添加量による光電流の変化をグ
ラフに示した図である。
【図４】光の照射時間による光電流特性をグラフに示し
た図である。
た図である。
１０ 半導体電極
１２ ガラス基板
１４ 混合物層
２０ 対向電極
２２ 伝導性ガラス基板
２４ 白金層
２６ 微細孔
３０ 電解質溶液
４０ 高分子層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 パク ナムギュ
大韓民国 デジョン ユソング ドリョン
ドン 383−２ コリア アドバンスド
インスティテュート オブ サイエンス
アンド テクノロジー ファカルティー
アパートメント ２−304
(72)発明者 チャン スンホ
大韓民国 デジョン ユソング シンソン
ドン 160−１ ハヌル アパートメント
106−502
(72)発明者 キム カンジン
大韓民国 ソウル ソンブクグ ソクワン
ドン 10 ドゥサン アパートメント
101−1504
Ｆターム(参考） 5F051 AA14
5H032 AA06 AS06 AS16 BB05 EE01
EE02 EE07 EE16 EE17 HH01
HH04
Claims (8)
- 【請求項１】 遷移金属酸化物とチタノシリカライト−
２との混合物層を含む半導体電極と、 対向電極と、 前記半導体電極と前記対向電極との間に充填されている
電解質溶液とを含むことを特徴とする染料感応型太陽電
池。 - 【請求項２】 前記半導体電極は、伝導性透明基板と前
記透明基板上にコーティングされている前記混合物層と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の染料感応型太
陽電池。 - 【請求項３】 前記半導体電極は、前記遷移金属酸化物
に化学的に吸着されている染料分子層をさらに含むこと
を特徴とする請求項２に記載の染料感応型太陽電池。 - 【請求項４】 前記染料分子層はルテニウム錯体よりな
ることを特徴とする請求項３に記載の染料感応型太陽電
池。 - 【請求項５】 前記遷移金属酸化物はナノ粒子二酸化チ
タンよりなることを特徴とする請求項１に記載の染料感
応型太陽電池。 - 【請求項６】 前記混合物層内にチタノシリカライト−
２が前記遷移金属酸化物の総重量を基準として５〜２０
重量％混合されていることを特徴とする請求項１に記載
の染料感応型太陽電池。 - 【請求項７】 前記混合物層は１０〜３０μｍの膜厚を
有することを特徴とする請求項１に記載の染料感応型太
陽電池。 - 【請求項８】 前記対向電極は、伝導性透明基板と前記
透明基板上にコーティングされている白金層とを含むこ
とを特徴とする請求項１に記載の染料感応型太陽電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2001-64358 | 2001-10-18 | ||
| KR10-2001-0064358A KR100416502B1 (ko) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 티타노실리칼라이트-2를 포함하는 염료감응 태양전지 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003123862A true JP2003123862A (ja) | 2003-04-25 |
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ID=19715229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002101799A Expired - Fee Related JP4226837B2 (ja) | 2001-10-18 | 2002-04-03 | 染料感応型太陽電池 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4226837B2 (ja) |
| KR (1) | KR100416502B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010050575A1 (ja) | 2008-10-29 | 2010-05-06 | 富士フイルム株式会社 | 色素、これを用いた光電変換素子、光電気化学電池、および色素の製造方法 |
| EP2302650A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-03-30 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
| EP2306479A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-04-06 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
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| KR101112701B1 (ko) * | 2010-04-27 | 2012-02-16 | 주식회사 엘 앤 에프 | 금속염과 금속탄산염이 도입된 유무기 하이브리드 태양전지 및 그 제조방법 |
| CN109563631A (zh) * | 2016-09-27 | 2019-04-02 | Posco公司 | 均匀处理装置及酸洗装置 |
| CN208658033U (zh) | 2018-08-15 | 2019-03-29 | 耿永朝 | 掌式可更换手套 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2000331720A (ja) * | 1999-05-20 | 2000-11-30 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 色素増感型太陽電池およびその製造方法 |
| JP4514251B2 (ja) * | 1999-07-21 | 2010-07-28 | 住友金属鉱山株式会社 | 色素増感型太陽電池 |
| AU777191B2 (en) * | 1999-12-27 | 2004-10-07 | Seiko Epson Corporation | Solar cell and solar cell unit |
| JP4343388B2 (ja) * | 2000-04-04 | 2009-10-14 | Ｔｄｋ株式会社 | 酸化物半導体色素結合電極および色素増感型太陽電池 |
| KR100333637B1 (ko) * | 2000-06-10 | 2002-04-22 | 오길록 | 루타일 산화티타늄 슬러리를 이용한 나노입자 루타일산화티타늄 필름 형성 방법 및 염료감응 나노입자 루타일산화티타늄 태양전지 제조 방법 |
-
2001
- 2001-10-18 KR KR10-2001-0064358A patent/KR100416502B1/ko active IP Right Grant
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002101799A patent/JP4226837B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2010050575A1 (ja) | 2008-10-29 | 2010-05-06 | 富士フイルム株式会社 | 色素、これを用いた光電変換素子、光電気化学電池、および色素の製造方法 |
| EP2845882A2 (en) | 2008-10-29 | 2015-03-11 | Fujifilm Corporation | Dye, Photoelectric Conversion Element and Photoelectrochemical Cell |
| EP2302650A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-03-30 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
| EP2306479A2 (en) | 2009-09-28 | 2011-04-06 | Fujifilm Corporation | Method of producing photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and photoelectrochemical cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20030032538A (ko) | 2003-04-26 |
| KR100416502B1 (ko) | 2004-01-31 |
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