JP4620794B1 - 色素増感型太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、上記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層と、を有することを特徴とする色素増感型太陽電池用導電基材を提供することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図1
Description
また、本発明の色素増感型太陽電池用導電基材が、色素増感型太陽電池の電極層として用いられた場合は、上記第1金属層上に形成された第2金属層が薄膜に形成されていることから、上記第2金属層による電気抵抗を小さくすることができる。さらに本発明においては、上記第1金属層の金属は比抵抗の小さいものであることから、電極層全体の電気抵抗を小さくすることが可能であり、色素増感型太陽電池の曲線因子の低下を防止し、変換効率の高い色素増感型太陽電池を提供することが可能となる。
まず、本発明の色素増感型太陽電池用導電基材について説明する。
本発明の色素増感型太陽電池用導電基材(以下、この項においては、単に導電基材と称する場合がある。)は、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、上記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層と、を有することを特徴とするものである。
図1は、本発明の導電基材の一例を示す概略断面図である。図1に示すように、本発明の導電基材1は、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層1bと、第1金属層1b上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層1aとを有するものである。
さらに、本発明によれば、第2金属層を生産性に優れる気相メッキ法、液相メッキ法、印刷法、あるいは塗布法で製造することができるので、低コストの色素増感型太陽電池用導電基材を得ることができる。
本発明に用いられる第2金属層は、後述する第1金属層上に形成されるものであり、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下で形成されているものである。
また、上記第2金属層の厚みの下限としては、1nm程度である。上記第2金属層の厚みが、1nmに満たない場合は、後述する第1金属層上に上記第2金属層を形成することが困難になるおそれがあるからである。
本発明に用いられる第1金属層は、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるものである。
ここで、「比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属」とは、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の単一元素からなる金属や、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の合金を含むものである。
なお、ここでいう「耐熱性」とは、上記導電基材上に多孔質層を焼成して形成する際に加えられる温度に対し、変形、変質等を示さないことを指すものである。
次に、本発明の色素増感型太陽電池用透明性導電基材(以下、単に透明性導電基材と称する場合がある。)について説明する。
本発明の透明性導電基材は、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および上記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層と、を有することを特徴とするものである。
図2は本発明の透明性導電基材の一例を示す概略断面図である。図2に示すように、本発明の透明性導電基材2は、透明基材2bと、透明基材2b上に形成された透明電極層2aと、透明電極層2a上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層2c、およびメッシュ状金属層2c上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層2dを有する補助金属層とを有するものである。
本発明に用いられる補助金属層は、メッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および上記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有するものである。なお、上記第2金属層については、「A.色素増感型太陽電池用導電基材」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。以下、メッシュ状金属層について説明する。
本発明に用いられる透明基材としては、例えば無機透明基材や樹脂製基材を用いることができる。このうち、樹脂製基材は、軽量であり、加工性に優れ、製造コストの低減ができるため好ましい。
本発明に用いられる透明電極層としては、透明性を有し、所定の導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。このような透明電極層に用いられる材料としては、金属酸化物、導電性高分子化合物材料等を挙げることができる。
一方、上記導電性高分子化合物材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリエチレンスルフォン酸(PSS)、ポリアニリン(PA)、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等を挙げることができる。また、これらを2種以上混合して用いることもできる。
なお、上記厚みは、透明電極層が複数の層から構成される場合には、すべての層の厚みを合計した総厚みを指すものとする。
次に、本発明の色素増感型太陽電池について説明する。
本発明の色素増感型太陽電池は、上記電極基材の構成により2つの実施態様に大別される。以下、各実施態様について説明する。
本実施態様の色素増感型太陽電池は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、上記多孔質層および上記第2電極基材が対向するように配置されており、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、上記第1電極基材または上記第2電極基材のいずれか一方が、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層と、上記第1金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層とを有する色素増感型太陽電池用導電基材(以下、この項においては、単に導電基材と称する場合がある。)を電極層として有し、他方が透明性を有する基材であることを特徴とするものである。
また、上記色素増感型太陽電池の電流電圧特性は、例えばAM1.5、疑似太陽光(入射光強度100mW/cm2)を光源として、ソースメジャーユニット(ケースレー2400型)を用いて色素増感型太陽電池に電圧印加することにより測定することができる。
本態様の色素増感型太陽電池は、上記第1電極基材が上記導電基材を電極層として有するものであり、かつ、上記第2電極基材が透明性を有する基材であるものである。
図3は本態様の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。図3に示すように、本態様の色素増感型太陽電池100は、導電基材1を電極層として有する第1電極基材111、および第1電極基材111上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、透明基材121bおよび透明電極層121aを有する第2電極基材121、および、透明電極層121a上に形成された触媒層122を有する対極基板120とが、多孔質層112および触媒層122が対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板120の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されているものである。また、導電基材1は、6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層1b、および第1金属層1b上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層1aを有するものである。
また、図3に示すように、色素増感型太陽電池100の端部は、通常、シール剤104等を用いて封止がされるものである。
上記第1金属層のみを第1電極基材として用いた場合は、上記第1金属層と金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層とではエネルギー準位の差が大きいため、上記第1電極基材および多孔質層の間を電子が移動しにくいことが考えられる。
一方、上記導電基材を第1電極基材に用いた場合は、上記第1金属層および多孔質層の間に第2金属層が存在することにより、上記第1金属層および多孔質層のエネルギー準位の差を埋めることができるため、上記第2金属層を介して上記第1金属層および上記多孔質層の間を電子が移動しやすくなるものと考えられる。したがって、上記第1金属層での電気の取り出し効率を高いものとすることができることから、色素増感型太陽電池の発電効率をより高いものとすることが可能であると考えられる。
本態様に用いられる酸化物半導体電極基板は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有するものである。以下、本態様に用いられる第1電極基材、および多孔質層についてそれぞれ説明する。
本態様に用いられる第1電極基材は導電基材を電極層として有するものである。上記導電基材については、「A.色素増感型太陽電池用導電基材」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
次に、本態様に用いられる多孔質層について説明する。本態様に用いられる多孔質層は、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含有するものであり、上述した第1電極基材上に形成され、かつ、後述する電解質層と接するものである。なお、上記色素増感剤は金属酸化物半導体微粒子の表面に坦持されているものである。
以下、上記多孔質層に用いられる金属酸化物半導体微粒子、および色素増感剤についてそれぞれ説明する。
本態様に用いられる金属酸化物半導体微粒子としては、半導体特性を備える金属酸化物からなるものであれば特に限定されるものではない。本態様に用いられる金属酸化物半導体微粒子を構成する金属酸化物としては、例えば、TiO2、ZnO、SnO2、ITO、ZrO2、MgO、Al2O3、CeO2、Bi2O3、Mn3O4、Y2O3、WO3、Ta2O5、Nb2O5、La2O3等を挙げることができる。
本態様に用いられる色素増感剤としては、光を吸収して起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定はされない。このような色素増感剤としては、有機色素または金属錯体色素を挙げることができる。上記有機色素としては、アクリジン系、アゾ系、インジゴ系、キノン系、クマリン系、メロシアニン系、フェニルキサンテン、インドリン、カルバゾール系の色素が挙げられる。本態様においてはこれらの有機色素の中でも、インドリン、カルバゾール系の色素を用いることが好ましい。また、上記金属錯体色素としてはルテニウム系色素を用いることが好ましく、特にルテニウム錯体であるルテニウムビピリジン色素およびルテニウムターピリジン色素を用いることが好ましい。このようなルテニウム錯体は吸収する光の波長範囲が広いため、光電変換できる光の波長領域を大幅に広げることができるからである。
本態様に用いられる多孔質層には、上記金属酸化物半導体微粒子の他に任意の成分が含まれていてもよい。本態様に用いられる任意の成分としては、例えば、樹脂を挙げることができる。上記多孔質層に樹脂が含有されることにより、本態様に用いられる多孔質層の脆性を改善することができるからである。
このような樹脂としては、例えば、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、カプロラクタン等を挙げることができる。
本態様に用いられる多孔質層の厚みは、通常、1μm〜100μmの範囲内であることが好ましく、特に3μm〜30μmの範囲内であることが好ましい。
次に本態様に用いられる対極基板について説明する。
本態様に用いられる対極基板は、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有するものである。以下、第2電極基材について説明する。
本態様に用いられる第2電極基材は透明性を有する基材である。
なお、本態様においては、透明基材上に上記補助電極層を形成し、さらに透明電極層を形成した場合であっても、後述する電解質層中に含まれるヨウ化物イオンは上記透明電極層を一部透過して、上記補助電極層と接触するものであることから、上記補助電極層の材料としては、ヨウ化物イオンに対する耐腐食性を有することが好ましい。
このような補助電極層に用いられる材料としては、具体的には、チタン、タングステン、モリブデン、クロム、白金などを挙げることができるが、めっきなどを用いて耐腐食表面処理を行った金属であれば、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、銀およびそれらの合金など一般的な金属種を使用することが出来る。
本態様に用いられる対極基板は少なくとも上記第2電極基材を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な部材を適宜追加することが可能である。このような部材としては、例えば触媒層が挙げられる。
本態様に用いられる電解質層は、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に形成されるものであり、酸化還元対を含むものである。
本態様の色素増感型太陽電池は、上述した酸化物半導体電極基板、対極基板、および電解質層を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な部材を適宜追加することができる。このような部材としては、色素増感型太陽電池の端部を封止するために用いられるシール剤等を挙げることができる。
次に、第2態様の色素増感型太陽電池について説明する。
本態様の色素増感型太陽電池は、上記第2電極基材が上記導電基材を電極層として有するものであり、上記第1電極基材が透明性を有する基材であるものである。
図4は本態様の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。図4に示すように、本態様の色素増感型太陽電池100は、透明基材111bおよび透明基材111b上に形成された透明電極層111aを有する第1電極基材111、および透明電極層111a上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、導電基材1を電極層として有する第2電極基材121を有する対極基板とが、多孔質層112および第2電極基材121が対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されているものである。また、導電基材1は、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなる第1金属層1b、および第1金属層1b上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層1aを有するものである。また、多孔質層112は、第2金属層1aと対向するように配置されるものである。
また、図4に示すように、色素増感型太陽電池100の端部は、通常、シール剤104等を用いて封止がされるものである。
以下、本態様に用いられる酸化物半導体電極基板および対極基板についてそれぞれ説明する。
本態様に用いられる対極基板は少なくとも第2電極基材を有するものである。
また、本態様において、上記第2電極基材は導電基材を電極層として有するものである。上記導電基材については、「A.色素増感型太陽電池用導電基材」の項で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
本態様に用いられる酸化物半導体電極基板は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有するものである。また、本態様においては、上記第1電極基材として透明性を有する基材を用いるものである。
本実施態様の色素増感型太陽電池としては、上述した第1態様の色素増感型太陽電池と、第2態様の色素増感型太陽電池とのうち、第1態様の色素増感型太陽電池であることがより好ましい。上記第1態様の色素増感型太陽電池は発電効率により優れたものであるからである。
本実施態様の色素増感型太陽電池は、電極としての機能を備えた第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、上記多孔質層および上記第2電極基材が対向するように配置されており、上記酸化物半導体電極基板および上記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、上記第1電極基材または上記第2電極基材の少なくとも一方が、透明基材と、上記透明基材上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層、および上記メッシュ状金属層上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層とを有する色素増感型太陽電池用透明性導電基材(以下、この項においては、単に透明性導電基材と称する場合がある。)であることを特徴とするものである。
本実施態様の色素増感型太陽電池における曲線因子については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本態様の色素増感型太陽電池は、少なくとも第1電極基材が、上記透明性導電基材であることを特徴とするものである。
図5は本態様の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。図5に示すように、本態様の色素増感型太陽電池100は、透明性導電基材2からなる第1電極基材111、および第1電極基材111上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、第1金属層1bおよび第2金属層1aを有する導電基材1を電極層として有する第2電極基材121からなる対極基板とが、多孔質層112および導電基材1の第2金属層1aが対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されているものである。また、透明性導電基材2は、透明基材2b、透明基材2b上に形成された透明電極層2a、透明電極層2a上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層2c、およびメッシュ状金属層2c上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層2dを有するものである。なお、導電基材1については、図3で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
また、図5に示すように、色素増感型太陽電池100の端部は、通常、シール剤104等を用いて封止がされるものである。
以下、本態様の色素増感型太陽電池に用いられる各部材についてそれぞれ説明する。
本態様に用いられる酸化物半導体電極基板は、第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有するものである。ここで、上記多孔質層については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
このような透明性導電基材については、「B.色素増感型太陽電池用透明性導電基材」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本態様に用いられる対極基板は、少なくとも第2電極基材を有するものである。
本態様に用いられる電解質層については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本態様の色素増感型太陽電池は、少なくとも第2電極基材が、透明性導電基材であることを特徴とするものである。
図6は本態様の色素増感型太陽電池の一例を示す概略断面図である。図6に示すように、本態様の色素増感型太陽電池100は、導電基材1を電極層として有する第1電極基材111、および第1電極基材111上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層112を有する酸化物半導体電極基板110と、透明性導電基材2からなる第2電極基材121を有する対極基板とが、多孔質層112および透明性導電基材2が対向するように配置されており、酸化物半導体電極基板110および対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層103が形成されているものである。また、透明性導電基材2は、透明基材2b、透明基材2b上に形成された透明電極層2a、透明電極層2a上にメッシュ状に形成され、比抵抗が6×10−6Ω・m以下の金属からなるメッシュ状金属層2c、およびメッシュ状金属層2c上に形成され、Ti、Cr、Ni、Mo、Ta、W、Nb、Ptのいずれかの金属からなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層2dを有するものである。なお、導電基材1については、図3で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
また、図6に示すように、色素増感型太陽電池100の端部は、通常、シール剤104等を用いて封止がされるものである。
以下、本態様の色素増感型太陽電池に用いられる各部材についてそれぞれ説明する。
本態様に用いられる対極基板は、少なくとも第2電極基材を有するものである。また、本態様においては、上記第2電極基材が透明性導電基材である。
本態様に用いられる酸化物半導体電極基板は、第1電極基材、および上記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有するものである。ここで、上記多孔質層については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本態様に用いられる電解質層については、「I.第1実施態様の色素増感型太陽電池」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本実施態様の色素増感型太陽電池としては、上述した第3態様の色素増感型太陽電池と、第4態様の色素増感型太陽電池とのうち、第3態様の色素増感型太陽電池であることがより好ましい。上記第3態様の色素増感型太陽電池は発電効率により優れたものであるからである。
本発明の色素増感型太陽電池の製造方法としては、上述した構成を有する色素増感型太陽電池を製造することができるのであれば特に限定されるものではなく、例えば、上記酸化物半導体電極基板と、上記対極基板とを多孔質層および第2電極基材が対向するように配置してシール剤で封止し、次いで液体状またはゲル状の電解質を酸化物半導体電極基板および対極基板の間に注入することによって電解質層を形成することにより色素増感型太陽電池を製造する製造方法を挙げることができる。
また例えば、上記酸化物半導体電極基板の多孔質層上に固体状の電解質層材料を塗布して乾燥させることにより固体電解質層を形成し、ついで、上記酸化物半導体電極基板および対極基板を上記固体電解質層および第2電極基材が対向するように接触させて配置することにより色素増感型太陽電池を製造する製造方法を挙げることができる。
本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、「C.色素増感型太陽電池」の項で記載した色素増感型太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とするものである。
また、図7に示すように、通常、色素増感型太陽電池モジュール200の端部はシール剤104等を用いて封止がされ、各色素増感型太陽電池100の間には隔壁105が形成される。なお、図7においては、第1電極基材が導電基材1を電極層として有し、第2電極基材が透明性を有する基材である場合について示しているが、図示はしないが、第1電極基材が透明性を有する基材であり、第2電極基材が導電基材1であってもよい。また、図示しないが、本発明の第3実施態様の色素増感型太陽電池モジュールとしては、色素増感型太陽電池100が直列に複数個連結されていてもよい。
また、図8に示すように、通常、色素増感型太陽電池モジュール300の端部はシール剤104等で封止がされ、各色素増感型太陽電池100の間には隔壁105が形成されるものである。
また、図8においては、第1電極基材111が透明性導電基材2であり、第2電極基材121が導電基材1である場合について示しているが、本発明の色素増感型太陽電池モジュールは、上記の態様に限らず、図示はしないが、第1電極基材または第2電極基材の少なくとも一方が、透明性導電基材であればよいものである。また、図示はしないが、本発明の第4実施態様の色素増感型太陽電池モジュールは、色素増感型太陽電池が直列に複数個連結されていてもよい。
第1金属層として厚み50μmのステンレス鋼基材(SUS304、比抵抗0.7×10−6Ω・m)を用い、上記ステンレス鋼基材上に、第2金属層として厚み15nmのCr層を真空蒸着により形成して色素増感型太陽電池用導電基材を得た。
上記第2金属層を厚み50nmのCr層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
上記第2金属層を厚み15nmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
上記第2金属層を厚み50nmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
上記第2金属層を厚み500nmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
上記第2金属層を厚み250nmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
第1電極基材として、厚み50μmのステンレス鋼基材(SUS304、比抵抗0.7×10−6Ω・m)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
第1電極基材として、厚み50μmのTi基材(比抵抗0.7×10−6Ω・m)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
上記第2金属層を厚み1μmのTi層としたこと以外は、実施例1と同様にして色素増感型太陽電池を作製した。
実施例1〜実施例6、比較例1〜比較例3で作製した色素増感型太陽電池について、下記の方法で電池性能を測定した。
作製した色素増感型太陽電池の評価は、AM1.5、疑似太陽光(入射光強度100mW/cm2)を光源として、ソースメジャーユニット(ケースレー2400型)にて電圧印加により電流電圧特性を測定し、得られた電流電圧特性から、変換効率及び曲線因子を求めた。なお、対極基板側から疑似太陽光を入射させて測定した。また、測定に用いた多孔質層の面積は1cm2(10mm×10mm)である。
1a、2d … 第2金属層
1b … 第1金属層
2 … 色素増感型太陽電池用透明性導電基材
2a … 透明電極層
2b … 透明基材
2c … メッシュ状金属層
100 … 色素増感型太陽電池
103 … 電解質層
104 … シール剤
105 … 隔壁
110 … 酸化物半導体電極基板
111 … 第1電極基材
112 … 多孔質層
120 … 対極基板
121 … 第2電極基材
200 … 色素増感型太陽電池モジュール
Claims (8)
- Al、またはステンレス鋼からなる第1金属層と、前記第1金属層上に形成され、Crからなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層と、を有することを特徴とする色素増感型太陽電池用導電基材。
- 透明基材と、前記透明基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上にメッシュ状に形成され、Al、またはステンレス鋼からなるメッシュ状金属層、および前記メッシュ状金属層上に形成され、Crからなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層と、を有することを特徴とする色素増感型太陽電池用透明性導電基材。
- 電極としての機能を備えた第1電極基材、および前記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、前記多孔質層および前記第2電極基材が対向するように配置されており、前記酸化物半導体電極基板および前記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、前記第1電極基材または前記第2電極基材のいずれか一方が、Al、またはステンレス鋼からなる第1金属層と、前記第1金属層上に形成され、Crからなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層とを有する色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有し、他方が透明性を有する基材であることを特徴とする色素増感型太陽電池。
- 前記第1電極基材が前記色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有し、かつ、前記第2電極基材が透明性を有する基材であることを特徴とする請求項3に記載の色素増感型太陽電池。
- 電極としての機能を備えた第1電極基材、および前記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、前記多孔質層および前記第2電極基材が対向するように配置されており、前記酸化物半導体電極基板および前記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されている色素増感型太陽電池であって、前記第1電極基材または前記第2電極基材の少なくとも一方が、透明基材と、前記透明基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上にメッシュ状に形成され、Al、またはステンレス鋼からなるメッシュ状金属層、および前記メッシュ状金属層上に形成され、Crからなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層とを有する色素増感型太陽電池用透明性導電基材であることを特徴とする色素増感型太陽電池。
- 前記第1電極基材が前記色素増感型太陽電池用透明性導電基材であることを特徴とする請求項5に記載の色素増感型太陽電池。
- 電極としての機能を備えた第1電極基材、および前記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、前記多孔質層および前記第2電極基材が対向するように配置され、前記酸化物半導体電極基板および前記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されており、前記第1電極基材または前記第2電極基材のいずれか一方が、Al、またはステンレス鋼からなる第1金属層と、前記第1金属層上に形成され、Crからなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層とを有する色素増感型太陽電池用導電基材を電極層として有し、他方が透明性を有する基材である色素増感型太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュール。
- 電極としての機能を備えた第1電極基材、および前記第1電極基材上に形成され、色素増感剤が坦持された金属酸化物半導体微粒子を含む多孔質層を有する酸化物半導体電極基板と、少なくとも電極としての機能を備えた第2電極基材を有する対極基板とが、前記多孔質層および前記第2電極基材が対向するように配置され、前記酸化物半導体電極基板および前記対極基板の間に酸化還元対を含む電解質層が形成されており、前記第1電極基材または前記第2電極基材の少なくとも一方が、透明基材と、前記透明基材上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上にメッシュ状に形成され、Al、またはステンレス鋼からなるメッシュ状金属層、および前記メッシュ状金属層上に形成され、Crからなり、かつ、厚みが500nm以下である第2金属層を有する補助金属層とを有する色素増感型太陽電池用透明性導電基材である色素増感型太陽電池が複数個連結されてなることを特徴とする色素増感型太陽電池モジュール。
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