JP5075913B2 - 電解質組成物およびこれを用いた光電変換素子 - Google Patents
電解質組成物およびこれを用いた光電変換素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5075913B2 JP5075913B2 JP2009513909A JP2009513909A JP5075913B2 JP 5075913 B2 JP5075913 B2 JP 5075913B2 JP 2009513909 A JP2009513909 A JP 2009513909A JP 2009513909 A JP2009513909 A JP 2009513909A JP 5075913 B2 JP5075913 B2 JP 5075913B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte composition
- electrolyte
- photoelectric conversion
- cation
- durability
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims description 112
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 91
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 47
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 31
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 20
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- -1 pyrrolidinium cation Chemical class 0.000 description 44
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- CZIUVCSYOGFUPH-UHFFFAOYSA-M 1-hexyl-3-methylimidazol-3-ium;iodide Chemical compound [I-].CCCCCC[N+]=1C=CN(C)C=1 CZIUVCSYOGFUPH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000012327 Ruthenium complex Substances 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 230000002165 photosensitisation Effects 0.000 description 3
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- AMXKVIWWXBYXRS-UHFFFAOYSA-N 1,1-dioxothiolan-3-ol Chemical compound OC1CCS(=O)(=O)C1 AMXKVIWWXBYXRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGYADSCZTQOAFK-UHFFFAOYSA-N 1-methylbenzimidazole Chemical compound C1=CC=C2N(C)C=NC2=C1 FGYADSCZTQOAFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JJWJFWRFHDYQCN-UHFFFAOYSA-J 2-(4-carboxypyridin-2-yl)pyridine-4-carboxylate;ruthenium(2+);tetrabutylazanium;dithiocyanate Chemical compound [Ru+2].[S-]C#N.[S-]C#N.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC.OC(=O)C1=CC=NC(C=2N=CC=C(C=2)C([O-])=O)=C1.OC(=O)C1=CC=NC(C=2N=CC=C(C=2)C([O-])=O)=C1 JJWJFWRFHDYQCN-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCCS1(=O)=O PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CMJLMPKFQPJDKP-UHFFFAOYSA-N 3-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCS(=O)(=O)C1 CMJLMPKFQPJDKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KIWBPDUYBMNFTB-UHFFFAOYSA-N Ethyl hydrogen sulfate Chemical compound CCOS(O)(=O)=O KIWBPDUYBMNFTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229940006460 bromide ion Drugs 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N coumarin Chemical compound C1=CC=C2OC(=O)C=CC2=C1 ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004693 imidazolium salts Chemical class 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical compound [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229940006461 iodide ion Drugs 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- MBDNRNMVTZADMQ-UHFFFAOYSA-N sulfolene Chemical compound O=S1(=O)CC=CC1 MBDNRNMVTZADMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical compound CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- LDVDYVUZEKIBDP-UHFFFAOYSA-N 1,1-dioxothiolane-3,4-diol Chemical compound OC1CS(=O)(=O)CC1O LDVDYVUZEKIBDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXELHGDYRQLRQO-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-1-methylpyrrolidin-1-ium Chemical compound CCCC[N+]1(C)CCCC1 PXELHGDYRQLRQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VRFOKYHDLYBVAL-UHFFFAOYSA-M 1-ethyl-3-methylimidazol-3-ium;ethyl sulfate Chemical compound CCOS([O-])(=O)=O.CCN1C=C[N+](C)=C1 VRFOKYHDLYBVAL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IVCMUVGRRDWTDK-UHFFFAOYSA-M 1-methyl-3-propylimidazol-1-ium;iodide Chemical compound [I-].CCCN1C=C[N+](C)=C1 IVCMUVGRRDWTDK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JFJNVIPVOCESGZ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dipyridin-2-ylpyridine Chemical group N1=CC=CC=C1C1=CC=CN=C1C1=CC=CC=N1 JFJNVIPVOCESGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVVBJZATNQKABB-UHFFFAOYSA-N 2,4-dimethyl-2,5-dihydrothiophene 1,1-dioxide Chemical compound CC1C=C(C)CS1(=O)=O GVVBJZATNQKABB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKFQMDFSDQFAIC-UHFFFAOYSA-N 2,4-dimethylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CC(C)S(=O)(=O)C1 WKFQMDFSDQFAIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCDDAQJNJWLCLL-UHFFFAOYSA-N 2-ethylthiolane 1,1-dioxide Chemical class CCC1CCCS1(=O)=O ZCDDAQJNJWLCLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DJHXESPUGBGHDS-UHFFFAOYSA-N 2-propylthiolane 1,1-dioxide Chemical class CCCC1CCCS1(=O)=O DJHXESPUGBGHDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUIMDJFBHNDZOW-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butylpyridine Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=CC=N1 UUIMDJFBHNDZOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIPVZGSYIJYEGU-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-1,1-dioxothiolan-3-ol Chemical compound OC1CS(=O)(=O)CC1Cl OIPVZGSYIJYEGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CVRIUGAFUILOQH-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2,3-dihydrothiophene 1,1-dioxide Chemical compound CC1=CS(=O)(=O)CC1 CVRIUGAFUILOQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZAIAWVGWTXVMB-UHFFFAOYSA-N 6-oxa-3$l^{6}-thiabicyclo[3.1.0]hexane 3,3-dioxide Chemical compound C1S(=O)(=O)CC2OC21 SZAIAWVGWTXVMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical group N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical class NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- LRESCJAINPKJTO-UHFFFAOYSA-N bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide;1-ethyl-3-methylimidazol-3-ium Chemical compound CCN1C=C[N+](C)=C1.FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F LRESCJAINPKJTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229960000956 coumarin Drugs 0.000 description 1
- 235000001671 coumarin Nutrition 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N eosin Chemical compound [Na+].OC(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C(O)=C(Br)C=C21 YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N guanidinium thiocyanate Chemical compound SC#N.NC(N)=N ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004698 iron complex Chemical class 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- DZVCFNFOPIZQKX-LTHRDKTGSA-M merocyanine Chemical compound [Na+].O=C1N(CCCC)C(=O)N(CCCC)C(=O)C1=C\C=C\C=C/1N(CCCS([O-])(=O)=O)C2=CC=CC=C2O\1 DZVCFNFOPIZQKX-LTHRDKTGSA-M 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- HHOQXOUQXSMWDD-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyl-1,1-dioxothiolan-3-amine Chemical compound CN(C)C1CCS(=O)(=O)C1 HHOQXOUQXSMWDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical class N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- BJQWBACJIAKDTJ-UHFFFAOYSA-N tetrabutylphosphanium Chemical compound CCCC[P+](CCCC)(CCCC)CCCC BJQWBACJIAKDTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMHFSEWKWORSLP-UHFFFAOYSA-N thiophene 1,1-dioxide Chemical compound O=S1(=O)C=CC=C1 UMHFSEWKWORSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- ISLMUNSNHGLMCV-UHFFFAOYSA-N tributyl(2-methoxyethyl)phosphanium Chemical compound CCCC[P+](CCCC)(CCCC)CCOC ISLMUNSNHGLMCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYVOHVLEZJMINC-UHFFFAOYSA-N trihexyl(tetradecyl)phosphanium Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC[P+](CCCCCC)(CCCCCC)CCCCCC PYVOHVLEZJMINC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
- H01G9/2013—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte the electrolyte comprising ionic liquids, e.g. alkyl imidazolium iodide
-
- 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
- H01G9/2059—Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本願は、2007年11月30日に、日本国に出願された特願2007−311352号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
色素増感型太陽電池の概略構成は、透明な導電性の電極基板の上に、二酸化チタンなどの酸化物半導体微粒子(ナノ粒子)からなり、光増感色素が担持された多孔質膜を有する作用極と;この作用極に対向して設けられた対極と;を備え、これら作用極と対極との間に、酸化還元対を含有する電解質が充填されている。この種の色素増感型太陽電池は、太陽光などの入射光を吸収した光増感色素により酸化物半導体微粒子が増感され、可視光を含む光エネルギーを電力に変換する光電変換素子として機能する。
また、水の添加により低粘度化されたイオン液体も報告されているが、水が素子の構成材料に種々の影響を及ぼす可能性が示唆されており、初期性能は向上するものの、耐久性の確保は必ずしも容易ではない。
さらに、その他の揮発性溶媒を混合したりする試みもあるが、やはり溶媒成分の揮発を回避しきれず、特に、前述のような過酷な耐久試験下では安定した耐久性を維持することが困難である。
本発明の電解質組成物において、水分含有量が1%未満であることが好ましい。
2 電極基板
5 色素担持された酸化物半導体多孔質膜
6 作用極
7 電解質層
8 対極
本発明の電解質組成物は、イオン液体と、溶媒とを含有する電解質組成物であって、前記溶媒はスルホラン及びその誘導体の少なくとも一方からなる含有物を含み、この含有物の含有量が、この電解質組成物の全量に対して8質量%〜25質量%である。
常温溶融塩の陽イオンとしては、イミダゾリウム系カチオン、ピロリジニウム系カチオン、ピリジニウム系カチオン、アンモニウム系カチオン、ホスホニウム系カチオン、スルホニウム系カチオンなどからなる塩類が挙げられる。
イミダゾリウム系カチオンとしては、例えば、1,3−ジメチルイミダゾリウムカチオン、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオン、1−プロピル−3−メチルイミダゾリウムカチオン、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムカチオン、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムカチオン、1−オクチル−3−メチルイミダゾリウムカチオン、1−デシル−3−メチルイミダゾリウムカチオン、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムカチオン、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムカチオン、1−フェニルメチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンなどが挙げられる。
ピロリジニウム系カチオンとしては、例えば、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムカチオン、1−ヘキシル−1−メチルピロリジニウムカチオン、1−オクチル−1−メチルピロリジニウムカチオンなどが挙げられる。
ピリジニウム系カチオンとしては、例えば、1−エチルピリジニウムカチオン、1−ブチルピリジニウムカチオン、1−ヘキシルピリジニウムカチオン、1−ブチル−3−メチルピリジニウムカチオン、1−ブチル−4−メチルピリジニウムカチオン、1−ブチル−3,4−ジメチルピリジニウムカチオン、1−ブチル−3,5−ジメチルピリジニウムカチオンなどが挙げられる。
アンモニウム系カチオンとしては、例えば、エチルアンモニウムカチオン、ブチルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン、テトラプロピルアンモニウムカチオン、テトラブチルアンモニウムカチオン、トリメチルプロピルアンモニウムカチオンなどが挙げられる。
ホスホニウム系カチオンとしては、例えば、トリヘキシル(テトラデシル)ホスホニウムカチオン、テトラブチルホスホニウムカチオン、トリブチル(2−メトキシエチル)ホスホニウムカチオンなどが挙げられる。
スルホニウム系カチオンとしては、例えば、トリエチルスルホニウムカチオン、トリブチルスルホニウムカチオンなどが挙げられる。
常温溶融塩の陰イオンとしては、例えば、アイオダイド(ヨウ化物)アニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン、ジシアノアミドアニオン、チオシアネート(チオシアン酸)アニオン、テトラシアノボレート(テトラシアノホウ酸)アニオン、トリシアノメタンアニオン、クロライド(塩化物)アニオン、ブロマイド(臭化物)アニオン、ヘキサフルオロホスファート(ヘキサフルオロリン酸)アニオン、テトラフルオロボレート(テトラフルオロホウ酸)アニオン、ジメチルホスファートアニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、エチルスルファト(エチル硫酸)アニオンなどからなる塩類が挙げられる。
これら塩類は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
溶媒に含まれるスルホランの誘導体としては、特に限定されるものではないが、例えば、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン、2−フッ化スルホラン、3−フッ化スルホラン、3,4−フッ化スルホラン、2,2,4−フッ化スルホラン、2−フッ化プロピルスルホラン、2−フッ化エチルスルホラン、4,5−ジヒドロ−3−メチルチオフェン 1,1−ジオキシド、3,4−エポキシテトラヒドロチオフェン−1,1−ジオキシド、2−メチルテトラヒドロチオフェン 1,1−ジオキシド、テトラヒドロチオフェン−3−オール−1,1−ジオキシド、3−スルホレン、2,4−ジメチル−3−スルホレン、トランス−3,4−ジヒドロキシテトラヒドロチオフェン−1,1−ジオキシド、3−クロロ−2,5−ジヒドロチオフェン−1,1−ジオキシド、N,N−ジメチルテトラヒドロ−3−チオフェンアミン 1,1−ジオキシド、4−クロロ−1,1−ジオキソ−テトラヒドロチオフェン−3−オール、2,3−ジヒドロ−3−チオシアナートチオフェン−1,1−ジオキシドなどが好ましい。
これらスルホランとその誘導体は、1種類又は2種類以上を混合して用いることができる。
スルホラン及びその誘導体の少なくとも一方からなる含有物の含有量は、8質量%〜25質量%が好ましい理由は、この含有物の含有量がこの範囲内であれば、粘度低下による初期性能の増大と揮発抑制による耐久性との両立という効果が得られるからである。更にこの含有物の含有量は、10〜20質量%が特に好ましい理由は、さらなる粘度低下による初期特性の増大と揮発抑制による耐久性との両立という効果が得られるからである。
酸化還元対としては、特に限定されることはないが、ヨウ化物イオン(I−)、臭化物イオン(Br−)、塩化物イオン(Cl−)などのハロゲン化物イオンと、I3 −、I5 −、I7 −、Br3 −、Cl2I−、ClI2 −、Br2I−、BrI2 −などのポリハロゲン化物イオンとからなるハロゲン系レドックス対を用いることが好ましい。
このハロゲン系レドックス対は、例えば、酸化還元対として、ヨウ素/ヨウ化物イオン、臭素/臭化物イオンなどのペアを添加して得ることができる。ヨウ化物イオンまたは臭化物イオンの供給源としては、リチウム塩、四級化イミダゾリウム塩、テトラブチルアンモニウム塩などを、単独または複合して用いることができる。
本発明の電解質組成物には、必要に応じて、tert−ブチルピリジン、N−メチルベンズイミダゾール、グアニジニウム塩などの各種添加物や溶媒を、電解質組成物の性状や特性を損なわない範囲内で添加できる。
従来の電解質組成物で用いられていた溶媒の場合、粘度が高く、素子の初期性能が上がらない、または、耐久性が十分でないため、時間の経過に伴って、電解質の導電性が低下して、光電変換素子の光電変換特性が悪くなる問題があった。これに対して、上記電解質組成物では、下記の実施例に示すように、初期性能及び耐久性が良好である。また、液状およびゲル状のいずれの系においても、初期性能が高く、かつ、耐久性に優れた電解質組成物が提供される。
耐久性を表す指標(以下、耐久性指標とする)は、前記基準初期変換効率Aに対する、対象となる電解質組成物について85℃の恒温槽内に保持して1000時間経過後に測定した光電変換効率の測定値(1000時間後変換効率D)の比率に100を掛けた値(耐久性性能値E)である。式として示すと、耐久性性能値E=1000時間後の変換効率D/基準初期変換効率A×100となる。そして、前記初期性能値Cに対する、耐久性性能値Eの比率に100を掛けた値も耐久性指標を示す耐久性変化率Fとなる。式に示すと、耐久性性能値F=耐久性性能値E/初期性能値C×100となる。
図1は、本発明の光電変換素子の一実施形態として、色素増感型太陽電池の概略構成例を示す断面図である。
この色素増感型太陽電池1は、透明電極基板2上に、酸化チタンなどの酸化物半導体微粒子からなり、光増感色素が担持された酸化物半導体多孔質膜5を有する作用極6と;この作用極6に対向して設けられた対極8と;を備え、これらの作用極6と対極8との間には、上記電解質組成物を充填した電解質層7が形成されている。
透明基材4の材料としては、用途上、光透過性の高いものが好ましく、ガラスの他、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルスルホン(PES)などの透明プラスチックシートなどを用いることができる。
導電層3を形成する方法としては、導電層3の材料に応じた公知の適切な方法を用いればよい。例えば、ITOやFTOなどの酸化物半導体から導電層3を形成する場合、スパッタ法、CVD法、SPD法(スプレー熱分解堆積法)、蒸着法などの薄膜形成法が挙げられる。導電層3は、光透過性と導電性を考慮して、通常、0.05μm〜2.0μm程度の膜厚に形成される。
酸化物半導体多孔質膜5を形成する方法としては、例えば、市販の酸化物半導体微粒子を所望の分散媒に分散させた分散液、あるいは、ゾル−ゲル法により調製できるコロイド溶液を、必要に応じて所望の添加剤を添加した後、スクリーンプリント法、インクジェットプリント法、ロールコート法、ドクターブレード法、スピンコート法、スプレー塗布法など公知の手法により塗布し、乾燥・焼成する方法が適用できる。このほかの形成方法としては、例えば、コロイド溶液中に電極基板2を浸漬して、電気泳動により酸化物半導体微粒子を電極基板2上に付着させる泳動電着法、コロイド溶液や分散液に発泡剤を混合して塗布した後、焼結して多孔質化する方法などが適用できる。
このような対極8を作製する方法としては、例えば、塩化白金酸の塗布後に熱処理することにより、白金層を形成する方法が挙げられる。または、蒸着法やスパッタ法によって白金層を基板上に形成する方法でもよい。
また、本発明の光電変換素子を用いて作製された色素増感型太陽電池は、溶媒の揮発などによる電解質の変質や欠損がなく、初期性能が高く、かつ、耐久性に優れた光電変換特性を達成可能となる。また、電解質組成物をゲル状にすれば、容器の隙間などからの電解質の漏出や、光電変換素子の破損時の散乱などが抑制され、液状の電解液を用いた場合に比べて、耐久性等により優れたものとなる。
<液状の電解質組成物の調製>
イオン液体として、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムヨウ化物(HMImI)を用い、そのイオン液体に0.45Mのヨウ素、0.1Mのチオシアン酸グアニジニウム、0.5MのN−メチルベンズイミダゾールを溶解させることにより、酸化還元対としてヨウ素/ヨウ化物イオンを含有する電解液を調製した。
上記電解液に、溶媒として、表1に示すスルホラン、2-メチルスルホラン、3-メチルスルホラン、2,4-ジメチル-3-スルホラン、3-ヒドロキシスルホラン、3-スルホレン、2,4-ジメチル-3-スルホレンのいずれかの含有量が、電解質組成物全量に対し表1に示すようにそれぞれ加えて、実施例1〜16の電解質組成物を得た。
この電解質組成物には、不可比的な不純物として、水などが電解質組成物全量に対し1%未満含まれている。
FTO膜付きガラス基板のFTO膜(導電層)側の表面に、酸化チタンペースト(PST21NR、触媒化成工業社製)をスクリーン印刷により塗布し、乾燥後、500℃にて1時間加熱処理することにより、チタニア多孔質電極を形成した。これを、ルテニウム錯体(N719色素)を含む溶液中に24時間以上浸漬することにより、チタニア粒子表面に増感色素を担持させ、作用極を作製した。
また、対極として、白金からなる触媒層をスパッタ法により設けたFTOガラス電極基板を用意した。
作用極と対極との間に、厚さ30μmのホットメルトシート(ハイミラン、三井デュポンポリケミカル社製)を配して、作用極と対極を貼り合わせた。
電解液注入口から、作用極と対極の間に実施例1〜16の前記電解質組成物をそれぞれ注入して電解質層を形成し、注入口を封止して、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
なお、電解質組成物の注入、封止は全て水分量1ppm以下に制御したグローブボックス内にて行った。
<液状の電解質組成物の調製>
実施例1と同様にして電解液を調製した。
この電解液に、溶媒として、表1に示すスルホラン、γ−ブチロラクトンまたは炭酸プロピレンのいずれかの含有量が、電解質組成物全量に対し表1に示すようにそれぞれ加えて、比較例1〜6の電解質組成物を得た。この電解質組成物には、不可比的な不純物として、水などが電解質組成物全量に対し1%未満含まれている。
作用極と対極の間に比較例1〜6の前記電解質組成物を注入して電解質層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
上記したように、作製したそれぞれの試験セル(実施例1〜16および比較例1〜6)について、前記初期性能指標、及び、前記耐久性指標に基づいて、初期性能値C、耐久性性能値E、及び、耐久性変化率Fを測定した。
結果を表1に示す。
イオン液体として、1−プロピル−3−メチルイミダゾリウムヨウ化物、(以下、PMImIと表す)を用いたこと以外は実施例4と同様に、電解質組成物と、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
イオン液体として、PMImIを用いたこと以外は比較例1と同様に、電解質組成物と、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
結果を表2に示す。
イオン液体として、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(以下、EMImFSIと表す)を用いたこと以外は実施例4と同様に、電解質組成物と、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
イオン液体として、EMImFSIを用いたこと以外は比較例1と同様に、電解質組成物と、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
結果を表3に示す。
イオン液体として、PMImIと1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラシアノボレート(以下、EMImTCBと表す)とを、PMImI:EMImTCB=6:4の割合で混ぜ合わせたもの(以下、PMImI+EMImTCBと表す)を用いたこと以外は実施例4と同様に、電解質組成物と、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
イオン液体として、PMImI+EMImTCBを用いたこと以外は比較例1と同様に、電解質組成物と、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
結果を表4に示す。
イオン液体として、EIMImFSIと、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムエチルスルファト(以下、EMImEtSと表す)とを、EIMImFSI:EMImEtS=6:4で混ぜ合わせたもの(以下、EIMImFSI+EMImEtSと表す)を用いたこと以外は実施例4と同様に、電解質組成物と、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
イオン液体として、EIMImFSI+EMImEtSを用いたこと以外は比較例1と同様に、電解質組成物と、試験セルとなる色素増感型太陽電池を作製した。
結果を表5に示す。
<ゲル状の電解質組成物の調製>
実施例1と同様に、電解液を調製した。
この電解液に、溶媒としてスルホランの含有量が、電解質組成物の全量に対して、表6に示す値となるようにスルホランを加えた。さらに、二酸化ケイ素(SiO2)ナノ粒子の含有量が、電解質組成物の全量に対して5質量%になるように加えて、擬固体化した(ゲル状の)実施例21および比較例11の電解質組成物を作製した。
電解質層を作用極上に形成するため、擬固体化した前記実施例21および比較例11の各電解質組成物を、それぞれ作用極の酸化物半導体多孔質膜上に塗布し、さらに前記対極を重ね合わせ、封止したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例21の試験セルと、比較例11の試験セルとなる色素増感型太陽電池をそれぞれ作製した。
上記したように、作製したそれぞれの試験セル(実施例21および比較例11)について、前記初期性能指標、及び、前記耐久性指標に基づいて、初期性能値C、耐久性性能値E、及び、耐久性変化率Fを測定した。
結果を表6に示す。
また、表1の結果から、スルホランの含有量が電解質組成物の全量に対して5質量%未満になると、効果が小さくなることが分かった。
140mm×140mmのFTO膜付きガラス基板の、FTO膜(導電層)側の表面に、酸化チタンペースト(PST21NR、触媒化成工業社製)をスクリーン印刷により塗布し、乾燥後、500℃にて1時間加熱処理することにより、酸化チタン多孔質層を形成した。併せて、銀の印刷回路からなる集電配線を基板上に形成した。この集電配線の回路幅を300μm、膜厚を10μmとした。銀配線は、ヨウ素電解液による腐食を避けるため、緻密な保護膜で被覆した。これを、ルテニウム錯体(N719色素)を含む溶液中に24時間以上浸漬することにより、チタニア粒子表面に増感色素を担持させ、作用極を作製した。
また、対極として、厚さ40μmのチタン箔上に白金からなる触媒層をスパッタ法により設けたものを用意した。
電解質層を作用極上に形成するため、擬固体化した前記実施例21と比較例11の各電解質組成物を、それぞれ作用極の酸化物半導体多孔質膜上に塗布し、さらに前記対極を重ね合わせ、封止した。以上の手順により、実施例の試験セルと比較例の試験セルとなる色素増感型太陽電池をそれぞれ作製した。
なお、電解質組成物の注入、封止は全て水分量1ppm以下に制御したグローブボックス内にて行った。
上記したように作製した試験セルの光電変換特性を測定した。
この試験セルについて、光電変換効率の初期値(初期変換効率)と、85℃の恒温槽内に保持して1000時間経過後の光電変換効率とを測定し、初期値と1000時間経過後の値とを比較した。
その結果、この実施例の試験セルでは、良好な出力、安定性を得た。
また、溶媒としてスルホラン及びその誘導体の少なくとも一方からなる含有物を用い、この含有物の含有量が、電解質組成物の全量に対して8質量%〜25質量%の電解質組成物であるなら、粘度低下による初期性能の増大と揮発抑制による耐久性との両立という効果が得られることが分かった。
さらに、溶媒としてスルホラン及びその誘導体の少なくとも一方からなる含有物を用い、この含有物の含有量が、電解質組成物の全量に対して10質量%〜20質量%の電解質組成物であるなら、更なる粘度低下による初期性能の増大と揮発抑制による耐久性との両立という効果が得られることが分かった。
すなわち、本発明の電解質組成物による有効性が確認された。
Claims (3)
- イオン液体と、溶媒とを含有する電解質組成物であって、
前記溶媒は、スルホラン及びその誘導体の少なくとも一方からなる含有物を含み、
この含有物の含有量が、この電解質組成物の全量に対して8質量%〜25質量%である
ことを特徴とする電解質組成物。 - 水分含有量が1%未満であることを特徴とする請求項1に記載の電解質組成物。
- 電解質として請求項1または2に記載の電解質組成物を備えたことを特徴とする光電変換素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009513909A JP5075913B2 (ja) | 2007-11-30 | 2008-11-28 | 電解質組成物およびこれを用いた光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007311352 | 2007-11-30 | ||
JP2007311352 | 2007-11-30 | ||
PCT/JP2008/071673 WO2009069757A1 (ja) | 2007-11-30 | 2008-11-28 | 電解質組成物およびこれを用いた光電変換素子 |
JP2009513909A JP5075913B2 (ja) | 2007-11-30 | 2008-11-28 | 電解質組成物およびこれを用いた光電変換素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2009069757A1 JPWO2009069757A1 (ja) | 2011-04-21 |
JP5075913B2 true JP5075913B2 (ja) | 2012-11-21 |
Family
ID=40678646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009513909A Expired - Fee Related JP5075913B2 (ja) | 2007-11-30 | 2008-11-28 | 電解質組成物およびこれを用いた光電変換素子 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8257615B2 (ja) |
EP (1) | EP2219260B1 (ja) |
JP (1) | JP5075913B2 (ja) |
KR (1) | KR20100049680A (ja) |
CN (1) | CN101878559A (ja) |
AU (1) | AU2008330576B2 (ja) |
TW (1) | TW200933957A (ja) |
WO (1) | WO2009069757A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2219260B1 (en) * | 2007-11-30 | 2015-11-04 | Fujikura, Ltd. | Electrolytic composition and photoelectric conversion element using the same |
WO2011087099A1 (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | 宇部興産株式会社 | 二核ルテニウム錯体色素により増感された半導体微粒子と、アンモニウム塩化合物またはホスホニウム塩化合物を含有する電解質溶液とを備える光化学電池 |
FR2956208B1 (fr) * | 2010-02-05 | 2012-04-27 | Centre Nat Rech Scient | Methode de determination sans contact de caracteristiques d'un photoconvertisseur |
KR101448835B1 (ko) * | 2010-07-27 | 2014-10-14 | 시마네켄 | 색소증감 태양전지 및 촉매전극으로부터의 촉매용출 방지방법 |
JP2012084374A (ja) * | 2010-10-12 | 2012-04-26 | Sony Corp | 光電変換素子、光電変換素子の製造方法、光電変換素子用電解質層および電子機器 |
TW201238967A (en) * | 2011-01-31 | 2012-10-01 | Ube Industries | Photochemical cell including semiconductor fine particles sensitized by binuclear ruthenium complex dye, and electrolyte solution that contains tetraaryl borate compound, or electrolyte solution that contains plural kinds of onium salt |
JP2013206681A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Osaka Gas Co Ltd | 高性能且つ高耐久性を有する色素増感太陽電池用電解液 |
WO2014084296A1 (ja) | 2012-11-30 | 2014-06-05 | 日本化薬株式会社 | 色素増感太陽電池 |
JP7270210B2 (ja) * | 2019-03-05 | 2023-05-10 | 株式会社日立製作所 | 非水電解液、半固体電解質層、二次電池用シート及び二次電池 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004087387A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Nisshinbo Ind Inc | 電解質組成物および光電気化学電池 |
JP2007250473A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Sanyo Chem Ind Ltd | ゲル状組成物 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH674596A5 (ja) | 1988-02-12 | 1990-06-15 | Sulzer Ag | |
EP0850932B1 (fr) * | 1996-12-30 | 2009-07-22 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Sels d'anions hétérocycliques, et leurs utilisations comme matéreiaux à conductin ionique |
US7220914B2 (en) * | 2003-12-01 | 2007-05-22 | Konarka Technologies, Inc. | Zwitterionic compounds and photovoltaic cells containing same |
US20050045851A1 (en) * | 2003-08-15 | 2005-03-03 | Konarka Technologies, Inc. | Polymer catalyst for photovoltaic cell |
JP4008669B2 (ja) | 2001-03-22 | 2007-11-14 | 株式会社東芝 | 光増感型太陽電池 |
US6552843B1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-04-22 | Innovative Technology Licensing Llc | Reversible electrodeposition device with ionic liquid electrolyte |
US7193764B2 (en) * | 2003-10-08 | 2007-03-20 | Gentex Corporation | Reversible electrodeposition devices and associated electrochemical media |
JP4820535B2 (ja) * | 2004-02-24 | 2011-11-24 | 弘幸 大野 | 新規イミダゾリウム化合物 |
EP1873862A4 (en) * | 2005-04-11 | 2009-07-29 | Nippon Kayaku Kk | ELECTROLYTE COMPOSITION FOR PHOTOELECTRIC CONVERTER AND PHOTOELECTRIC CONVERTER USING THE SAME |
WO2007055392A1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-18 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Ionic compound |
JP5000162B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2012-08-15 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 色素増感型太陽電池 |
JP4948029B2 (ja) * | 2006-04-26 | 2012-06-06 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 色素増感型太陽電池 |
EP2219260B1 (en) * | 2007-11-30 | 2015-11-04 | Fujikura, Ltd. | Electrolytic composition and photoelectric conversion element using the same |
-
2008
- 2008-11-28 EP EP08855353.2A patent/EP2219260B1/en not_active Not-in-force
- 2008-11-28 AU AU2008330576A patent/AU2008330576B2/en not_active Ceased
- 2008-11-28 TW TW097146294A patent/TW200933957A/zh unknown
- 2008-11-28 KR KR1020107006992A patent/KR20100049680A/ko not_active Application Discontinuation
- 2008-11-28 CN CN200880118419XA patent/CN101878559A/zh active Pending
- 2008-11-28 JP JP2009513909A patent/JP5075913B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-11-28 WO PCT/JP2008/071673 patent/WO2009069757A1/ja active Application Filing
-
2010
- 2010-05-27 US US12/789,135 patent/US8257615B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004087387A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Nisshinbo Ind Inc | 電解質組成物および光電気化学電池 |
JP2007250473A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Sanyo Chem Ind Ltd | ゲル状組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2219260B1 (en) | 2015-11-04 |
KR20100049680A (ko) | 2010-05-12 |
AU2008330576B2 (en) | 2012-01-12 |
JPWO2009069757A1 (ja) | 2011-04-21 |
TW200933957A (en) | 2009-08-01 |
WO2009069757A1 (ja) | 2009-06-04 |
EP2219260A4 (en) | 2011-03-09 |
AU2008330576A1 (en) | 2009-06-04 |
US20100233531A1 (en) | 2010-09-16 |
CN101878559A (zh) | 2010-11-03 |
EP2219260A1 (en) | 2010-08-18 |
US8257615B2 (en) | 2012-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5075913B2 (ja) | 電解質組成物およびこれを用いた光電変換素子 | |
JP4579160B2 (ja) | 電解質組成物、これを用いた光電変換素子および色素増感太陽電池 | |
Mohan et al. | Poly (acrylonitrile)/activated carbon composite polymer gel electrolyte for high efficiency dye sensitized solar cells | |
Wang et al. | Solidification of liquid electrolyte with imidazole polymers for quasi-solid-state dye-sensitized solar cells | |
Anantharaj et al. | Fabrication of stable dye sensitized solar cell with gel electrolytes using poly (ethylene oxide)-poly (ethylene glycol) | |
JPWO2003103085A1 (ja) | 光電変換素子 | |
Dissanayake et al. | Efficiency enhancement in dye sensitized solar cells based on PAN gel electrolyte with Pr 4 NI+ MgI 2 binary iodide salt mixture | |
JP2012253004A5 (ja) | ||
JP2005085587A (ja) | 電解質組成物およびこれを用いた光電変換素子 | |
JP4522673B2 (ja) | 電解質組成物、これを用いた光電変換素子および色素増感太陽電池 | |
KR20140009967A (ko) | 전해질 조성물용 첨가제 및 이 첨가제를 사용한 전해질 조성물 및 색소 증감 태양전지 | |
JP4772311B2 (ja) | 電解質組成物、これを用いた光電変換素子及び色素増感太陽電池、並びにイオン性液体の評価方法 | |
Karuppasamy et al. | Performance analysis of aqueous Al-ion electrolyte based dye sensitized solar cell | |
JP2011165615A (ja) | 光電変換素子およびその製造方法 | |
KR101006078B1 (ko) | 고체형 나노복합 전해질 및 이를 이용한 태양전지 | |
JP5540744B2 (ja) | 光電変換素子 | |
Zhu et al. | Mg (OOCCH 3) 2 as an electrolyte additive for quasi-solid dye-sensitized solar cells: with the purpose of enhancing both the photovoltage and photocurrent by modifying the TiO 2/dye/electrolyte interfaces | |
JP2011243310A (ja) | 光電変換素子用電解質、光電変換素子、および、色素増感太陽電池 | |
JP6415380B2 (ja) | 光電変換素子 | |
AU2007202986B2 (en) | Electrolyte composition, and photoelectric converter and dye-sensitized solar cell using same | |
JP2011054314A (ja) | 光電変換素子用電解質ならびにその電解質を用いた光電変換素子および色素増感太陽電池 | |
WO2010061663A1 (ja) | 光電変換素子用電解質ならびにその電解質を用いた光電変換素子および色素増感太陽電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120508 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120709 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120731 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120827 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5075913 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150831 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |