JP5194286B2 - 色素増感型太陽電池用光電極の製造方法 - Google Patents
色素増感型太陽電池用光電極の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5194286B2 JP5194286B2 JP2007085040A JP2007085040A JP5194286B2 JP 5194286 B2 JP5194286 B2 JP 5194286B2 JP 2007085040 A JP2007085040 A JP 2007085040A JP 2007085040 A JP2007085040 A JP 2007085040A JP 5194286 B2 JP5194286 B2 JP 5194286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc oxide
- dye
- photoelectrode
- solar cell
- oxide layer
- 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.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 243
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 121
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 55
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 claims description 42
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 29
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims description 27
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 25
- -1 magnesium alkoxide Chemical class 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 11
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical group [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 56
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 22
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 17
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 11
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 11
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 11
- SEACYXSIPDVVMV-UHFFFAOYSA-L eosin Y Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C([O-])=C(Br)C=C21 SEACYXSIPDVVMV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RVDLHGSZWAELAU-UHFFFAOYSA-N 5-tert-butylthiophene-2-carbonyl chloride Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=C(C(Cl)=O)S1 RVDLHGSZWAELAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 5
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N coumarin Chemical compound C1=CC=C2OC(=O)C=CC2=C1 ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- GKXDJYKZFZVASJ-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;iodide Chemical compound [I-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC GKXDJYKZFZVASJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940112824 paste Drugs 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 229960000956 coumarin Drugs 0.000 description 2
- 235000001671 coumarin Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical class [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910001511 metal iodide Inorganic materials 0.000 description 2
- 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 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L zinc bromide Chemical compound Br[Zn]Br VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L zinc iodide Chemical compound I[Zn]I UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940052228 zinc oxide paste Drugs 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- KUQNCHZOCSYKOR-UHFFFAOYSA-N 1,1-dioxospiro[2,1$l^{6}-benzoxathiole-3,9'-xanthene]-3',4',5',6'-tetrol Chemical compound O1S(=O)(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C(O)=C1OC1=C(O)C(O)=CC=C21 KUQNCHZOCSYKOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZPLCXHWYPWVJDL-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-hydroxyphenyl)methyl]-1,3-oxazolidin-2-one Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1NC(=O)OC1 ZPLCXHWYPWVJDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical class [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 240000004160 Capsicum annuum Species 0.000 description 1
- 235000008534 Capsicum annuum var annuum Nutrition 0.000 description 1
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N Carbazole Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000020518 Carthamus tinctorius Species 0.000 description 1
- 235000003255 Carthamus tinctorius Nutrition 0.000 description 1
- 244000163122 Curcuma domestica Species 0.000 description 1
- 235000003392 Curcuma domestica Nutrition 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000001972 Gardenia jasminoides Species 0.000 description 1
- 235000000177 Indigofera tinctoria Nutrition 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012327 Ruthenium complex Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010208 anthocyanin Nutrition 0.000 description 1
- 239000004410 anthocyanin Substances 0.000 description 1
- 229930002877 anthocyanin Natural products 0.000 description 1
- 150000004636 anthocyanins Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N bromophenol blue Chemical compound C1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1(C=2C=C(Br)C(O)=C(Br)C=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DEGAKNSWVGKMLS-UHFFFAOYSA-N calcein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(CN(CC(O)=O)CC(O)=O)=C(O)C=C1OC1=C2C=C(CN(CC(O)=O)CC(=O)O)C(O)=C1 DEGAKNSWVGKMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001511 capsicum annuum Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000004106 carminic acid Substances 0.000 description 1
- 235000012730 carminic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- BHQCQFFYRZLCQQ-OELDTZBJSA-M cholate Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC([O-])=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 BHQCQFFYRZLCQQ-OELDTZBJSA-M 0.000 description 1
- 229940099352 cholate Drugs 0.000 description 1
- 229940080423 cochineal Drugs 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L copper;diiodide Chemical compound I[Cu]I GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BQVVSSAWECGTRN-UHFFFAOYSA-L copper;dithiocyanate Chemical compound [Cu+2].[S-]C#N.[S-]C#N BQVVSSAWECGTRN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 235000003373 curcuma longa Nutrition 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical class Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- REXANTGEEZXBSJ-UHFFFAOYSA-L disodium;4',5'-dibromo-3-oxospiro[2-benzofuran-1,9'-xanthene]-3',6'-diolate Chemical compound [Na+].[Na+].O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C([O-])C(Br)=C1OC1=C(Br)C([O-])=CC=C21 REXANTGEEZXBSJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- IINNWAYUJNWZRM-UHFFFAOYSA-L erythrosin B Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(I)C(=O)C(I)=C2OC2=C(I)C([O-])=C(I)C=C21 IINNWAYUJNWZRM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229940097275 indigo Drugs 0.000 description 1
- COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N indigo powder Natural products N1C2=CC=CC=C2C(=O)C1=C1C(=O)C2=CC=CC=C2N1 COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 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
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- SQFDQLBYJKFDDO-UHFFFAOYSA-K merbromin Chemical compound [Na+].[Na+].C=12C=C(Br)C(=O)C=C2OC=2C([Hg]O)=C([O-])C(Br)=CC=2C=1C1=CC=CC=C1C([O-])=O SQFDQLBYJKFDDO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940008716 mercurochrome Drugs 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
- 229910001509 metal bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- WSRHMJYUEZHUCM-UHFFFAOYSA-N perylene-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical class C=12C3=CC=CC2=CC=CC=1C1=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C(C(O)=O)C2=C1C3=CC=C2C(=O)O WSRHMJYUEZHUCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVKCHTBDSMQENH-UHFFFAOYSA-L phloxine B Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C([O-])=C(Br)C=C21 GVKCHTBDSMQENH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001088 polycarbazole Polymers 0.000 description 1
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 1
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- AZJPTIGZZTZIDR-UHFFFAOYSA-L rose bengal Chemical compound [K+].[K+].[O-]C(=O)C1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1C1=C2C=C(I)C(=O)C(I)=C2OC2=C(I)C([O-])=C(I)C=C21 AZJPTIGZZTZIDR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940081623 rose bengal Drugs 0.000 description 1
- 229930187593 rose bengal Natural products 0.000 description 1
- STRXNPAVPKGJQR-UHFFFAOYSA-N rose bengal A Natural products O1C(=O)C(C(=CC=C2Cl)Cl)=C2C21C1=CC(I)=C(O)C(I)=C1OC1=C(I)C(O)=C(I)C=C21 STRXNPAVPKGJQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver 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
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical compound [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N triphenylamine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013976 turmeric Nutrition 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001018 xanthene dye Substances 0.000 description 1
- 229940102001 zinc bromide Drugs 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- RXBXBWBHKPGHIB-UHFFFAOYSA-L zinc;diperchlorate Chemical compound [Zn+2].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O RXBXBWBHKPGHIB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
一方、酸化亜鉛が半導体層の成分として用いられる酸化亜鉛系の光電極は、酸化チタン系の光電極と異なり、電気化学的に作製できるため、高温での焼成を必ずしも必要とせず、幅広い用途に使用できる可能性がある。
ところが、酸化亜鉛系の光電極は、色素増感型太陽電池の光電極として用いられた場合、酸化チタン系の光電極の代表例である酸化チタンとルテニウム錯体増感色素との組み合わせによる光電極と比べ、起電力などの特性が低いという問題がある。
この起電力が低いという問題に対し、単一の酸化亜鉛結晶内部に三次元的なナノポアを形成させることにより、色素増感型太陽電池の起電力を向上させ得ることが下記特許文献1に開示されている。また、この特許文献1には、光電極を高温での熱処理を要することなく、電気化学的に形成させることも記載されている。
一方、酸化チタンや酸化スズなどの金属酸化物微粒子の焼結によって得られた多孔質半導体を用いた光電極においても、さらなる起電力の向上が検討されており、その表面に、よりバンドギャップの広い酸化ジルコニウム、五酸化ニオブ、酸化マグネシウムなどの金属酸化物のごく薄い膜を形成してCore-Shell構造とすることにより起電力を向上させ得ることが下記非特許文献1〜3に記載されている。
力などの特性とその安定性の向上が図られている色素増感型太陽電池用の光電極を製造する製造方法を提供することを課題とする。
また、前記多孔質酸化亜鉛層に担持されている前記増感色素の電解質中への溶出を抑制させて増感色素の担持状態を安定させ得る。
すなわち、色素増感型太陽電池用光電極を、色素増感型太陽電池の特性ならびにその安定性の向上に有効なものとし得る。
本実施形態の色素増感型太陽電池用光電極は、通常、対極および電解質組成物と共に色素増感型太陽電池に用いられる。
例えば、透明ガラス板などの基板上に透明電極を形成させたものを用いることができ、95%酸化インジウムと5% 酸化スズとの化合物(ITO)を透明ガラス板に薄く蒸着したITOガラス基板や、フッ素をドープした酸化スズ(FTO)を透明ガラス板に薄く蒸着したFTOガラス基板などを挙げることができる。また、透明ガラス板に代え、例えばPETなどの透明なプラスチックを基板として用いることもできる。
前記導電性基板2の厚さは、特に限定されるものではないが、光の透過性などの観点より、0.05〜10mm程度が好ましい。
前記多孔質酸化亜鉛層3の膜厚は、特に限定されるものではないが、透過性、変換効率などの観点より、0.5〜50μm程度が好ましい。また、太陽電池に用いられた際に、電解質組成物を前記多孔質酸化亜鉛層3の内部に十分浸透させることができるという点において、空隙率は10〜80%が好ましい。空隙率は、膜重量および膜厚を測定し、酸化亜鉛の比重で除することにより算出可能である。
前記酸化亜鉛が粒子状の場合、適当な平均粒径、例えば1〜100nm程度の平均粒径を有する粒子が挙げられる。また、粒径の異なる粒子が存在できる。平均粒径はBET法等により測定することができる。
前記酸化亜鉛が膜状の場合、比表面積が、2〜200m2 /g程度に形成されていることが好ましい。比表面積はBET法等により測定することができる。
液体状のものとしては、酸化還元種を含む液体状のものが挙げられる。具体的には、酸化還元種が溶解している溶液が挙げられるが、一般に電池や太陽電池などにおいて使用することができるものであれば特に限定されない。酸化還元種としてはLiI、NaI、KI、CaI2等の金属ヨウ化物とヨウ素の組み合わせおよびLiBr、NaBr、KBr、CaBr2等の金属臭化物と臭素の組み合わせ、ヨウ化物イオンの塩とヨウ素の組み合わせ、臭化物イオンの塩と臭素の組み合わせが好ましく、この中でも、LiIとヨウ素の組み合わせあるいはヨウ化物イオンの塩とヨウ素の組み合わせが好ましい。また、これらの酸化還元種としては金属ヨウ化物とヨウ化物イオンの塩とヨウ素の組み合わせのように数種類を用いることができる。
また、溶媒としては、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、アセトニトリル等のニトリル化合物、エタノール等のアルコール類、その他、水や非プロトン極性物質等が挙げられるが、その中でも、カーボネート化合物、ラクトン類、ニトリル化合物が好ましい。これらの溶剤は2種類以上を混合して用いることもできる。
まず、前記多孔質酸化亜鉛層3を形成させるためのペースト(以下「塗液」ともいう)を調整する。
前記塗液には、酸化亜鉛の粒子を分散媒に分散させた分散液を用いることができる。
前記分散媒としては、水または有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としてはアルコールが好ましい。分散媒への分散の際には、必要に応じて分散助剤を少量添加してもよく、この分散助剤としては、例えば界面活性剤、酸、キレート剤を用いることができる。
塗布は、多孔質酸化亜鉛粒子の量が導電性基板2の表面1m2当りに、2〜200g/m2となるように行なうことが好ましい。
塗液を塗設した後は、常法による乾燥および焼成を実施して前記多孔質酸化亜鉛層(3)を形成させることが好ましい。なお、乾燥と焼成とは、同時に実施してもよく、別工程で行なってもよい。前記焼成は、100〜500℃で5〜200分間実施することが好ましい。
この電気化学的な酸化還元反応により多孔質酸化亜鉛層3を形成するには、前記導電性基板2の存在下、亜鉛塩を含む電解液に予めテンプレート化合物を混合してカソード電析を実施して該テンプレート化合物が内部表面に吸着された酸化亜鉛薄膜を導電性基板2表面に形成させ、次いで該酸化亜鉛薄膜から前記テンプレート化合物を脱離させる処理を実施する方法を例示することができる。
なお、テンプレート化合物とは、カソード電析により形成される酸化亜鉛の内部表面に吸着される化合物をいう。テンプレート化合物は、化学吸着により酸化亜鉛のバルク内部に存在するものではなく、亜鉛イオンと錯体を形成して酸化亜鉛の内部表面に吸着されるものである。
生成した前記金属酸化物は前記多孔質酸化亜鉛層3に担持され、一方で生成したアルコールは乾燥により前記多孔質酸化亜鉛層3から除去されうる。
前記金属アルコキシドが担持された前記多孔質酸化亜鉛層3を乾燥するに際し、酸素存在下において紫外光を照射することにより、前記金属アルコキシドを分解し、アルコールなどの分解生成物を除去するのを促進しうる。
使用する前記増感色素4および溶媒の種類は適宜調整することができ、溶液中の前記増感色素4の濃度は、ある程度高濃度である方が好ましく、0.1〜10mMが好ましい。
前記増感色素4を溶解した溶液中に前記多孔質酸化亜鉛層3を浸漬する際、溶液および雰囲気の温度および圧力は特に限定されるものではなく、例えば室温程度、かつ大気圧下が挙げられ、浸漬時間は使用する色素、溶媒の種類、溶液の濃度などにより適宜調整することができる。なお、効果的に行うには加熱下にて浸漬を行うことができる。
前記多孔質酸化亜鉛層3へ前記金属酸化物の担持を先行させた場合、前記多孔質酸化亜鉛層3の表面に前記金属酸化物が存在し、そこへさらに前記増感色素が担持されるため、酸化亜鉛に対する吸着安定性の低い増感色素の吸着安定性の向上を図ることができる。
また、前記多孔質酸化亜鉛層3へ前記増感色素4の担持を先行させる場合、前記多孔質酸化亜鉛層3の表面に前記増感色素が存在し、そこへさらに前記金属酸化物が担持されるため、前記多孔質酸化亜鉛層3の表面に担持されている前記増感色素の脱離を後から担持させた金属酸化物が阻害すべく作用し、結果、増感色素の脱離が抑制されることとなる。
また。ここでは詳述しないが、一般の色素増感型太陽電池用光電極やその製造方法において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
以下の方法に従い、酸化亜鉛が用いられた色素増感型太陽電池用光電極(以下、酸化亜鉛系色素増感型太陽電池用光電極)を作製した。
導電性基板にはFTOガラス(Asahi−U,10Ω/sq.)を使用し、アセトン、2−プロパノール、0.5%ビスタ溶液、蒸留水の順にそれぞれ15分間超音波洗浄し、その後電析前に45%硝酸により2分間親水化処理を行った。
その後、酸化亜鉛薄膜を電析法により析出させ(以下「ボトム層」ともいう)、その上にテンプレート化合物としてエオシンYを用いた酸化亜鉛/エオシンYのハイブリッド薄膜(以下「ハイブリッド層」ともいう)を析出させボトム層/ハイブリッド層の積層構造を形成させた。なお、電解にはいずれも回転電極装置を用いた。
ボトム層の析出に先立って、酸素の還元に対する基板の活性化を目的とした予備電解を行った。それには0.1M KCl水溶液を電解液とし、あらかじめ100mL/min.で20分間の酸素バブリングを行った後、作用極にFTO基板、対極にPt線、参照極に飽和カロメル電極(SCE)を用いて、電解温度70℃、電解電位−1.2Vv.s.SCE、回転数500ppmで30分間の電解を行った。有効面積は3.8cm2(半径1.1cm)とした。なお、電析中も酸素バブリングを続けた。
その後、ボトム層の電析のため5mM ZnCl2となるように高濃度のZnCl2溶液を添加し、対極を亜鉛線に変え、電解電位を−1.0V(vs.SCE)として20分間の電解を行った。
次に酸化亜鉛/エオシンYハイブリッド薄膜の析出のため45μMエオシンYとなるように高濃度のエオシンY溶液を添加し、20分間電析を行った。
作製した積層膜をpH10.5のKOH水溶液にて、室温で24時間浸漬することにより、ハイブリッド層からテンプレート化合物であるエオシンYを脱離して多孔質化した。
上記の方法によって得られた、多孔質酸化亜鉛層の配されている導電性基板を、マグネシウムエトキシドの飽和エタノール溶液に浸漬し、ピンセットを用いて垂直に引き上げ、その後、90℃に設定したホットプレートに置き、溶媒のエタノール(沸点78℃)を蒸発させた。この工程を20回繰り返した。マグネシウムエトキシドが大気中の水分と反応し酸化マグネシウム(MgO)が形成される。
増感色素としてエオシンYを用いた。上記、多孔質酸化亜鉛層の配されている導電性基板を100℃のオーブンで1時間乾燥処理後、0.5mMエオシンY/エタノール溶液に浸漬し、1時間簡易還流して増感色素を吸着させ、エタノールで洗浄後、室温で乾燥した。
参考例1とは作製順序を一部変え、酸化亜鉛系色素増感型太陽電池用光電極を作製した。参考例1との変更点は、酸化マグネシウムを多孔質酸化亜鉛層へ担持させる前に、増感色素を多孔質酸化亜鉛層へ担持させた点である。
酸化マグネシウムを多孔質酸化亜鉛層へ担持させる方法を変えた点以外は、参考例1と同様に、酸化亜鉛系色素増感型太陽電池用光電極を作製した。変更後の方法を示す。
<紫外線照射を伴う酸化マグネシウムの多孔質酸化亜鉛層への担持>
多孔質酸化亜鉛層の配されている導電性基板を、マグネシウムエトキシドの飽和エタノール溶液に浸漬し、ピンセットを用いて垂直に引き上げた後、UV−オゾンクリーナー(「NL−UV253」(商品名)、日本レーザー電子製)を用いて、酸素雰囲気下で紫外光を照射してUV−オゾン処理を行った。紫外線強度は3.7mWcm-2で、照射時間は10分とした。この処理を5回繰り返した。UV−オゾン処理により、アルコキシド等に由来する有機物の除去が期待される。
多孔質酸化亜鉛層の作製方法を変えた点以外は、参考例1と同様に、酸化亜鉛系色素増感型太陽電池用光電極を作製した。変更後の方法を示す。
<スキージ法による多孔質酸化亜鉛層の作製>
酸化亜鉛粉末(「MZ−500」(商品名)、テイカ株式会社製、平均粒径25nm)を、アセチルアセトン0.5v/v%含有エタノールに混合し、32重量%の分散液とした。この分散液を超音波破砕機にかけ、酸化亜鉛ペーストとした。この酸化亜鉛ペーストをスライドガラス上でスキージ法により成膜し、多孔質酸化亜鉛層を形成させた後、常温常圧にて乾燥させた。
マグネシウムエトキシドをアルミニウムイソプロポキシドに変えた点以外は、参考例3と同様に、酸化亜鉛系色素増感型太陽電池用光電極を作製した。
増感色素の種類とそれを担持させる方法を変えた点、マグネシウムエトキシドをアルミニウムイソプロポキシドに変えた点以外は、参考例3と同様に、酸化亜鉛系色素増感型太陽電池用光電極を作製した。増感色素の種類とそれを担持させる方法の変更について次に示す。
増感色素としてD149(商品名、三菱製紙株式会社製)を用いた。多孔質酸化亜鉛層の配されている導電性基板を100℃のオーブンで1時間乾燥処理後、0.5mMのD149溶液(溶媒は1mMコール酸ターシャリーブタノール/アセトニトリル((v/v=1/1))に10分浸漬し、増感色素を吸着させ、ターシャリーブタノールで洗浄後、室温で乾燥した。
酸化マグネシウムを多孔質酸化亜鉛層へ担持させなかったという点以外は、参考例1と同様に、酸化亜鉛系色素増感型太陽電池用光電極を作製した。
酸化マグネシウムを多孔質酸化亜鉛層へ担持させなかったという点以外は、参考例5と同様に、酸化亜鉛系色素増感型太陽電池用光電極を作製した。
開回路電圧を測定するためのI−V測定においては4ミリ×5ミリの窓が開いたステンレス製のマスクをセルに重ね合わせることで有効電極面積を0.2cm2に規制した。I−V特性の評価はソーラーシミュレータ(「YSS−150A」(商品名)、山下電装株式会社製)による擬似太陽光(AM1.5,100mWcm-2)を光源として、I−Vカーブトレーサー(「MP−160」(商品名)、英弘精機株式会社製)を用いて行った。スペクトル合致度および光強度は分光放射計「LS−100」(商品名、英弘精機株式会社製)により管理した。参考例1、2、実施例1、比較例1の結果を表1に示す。
作製した色素増感型太陽電池用光電極を電解液に浸漬し、適当な時間が経過した後取り出し、当該光電極に付着した色素の濃度変化を調べるため、透過吸収スペクトルを分光光度計「U−4000」(商品名、株式会社日立製作所製)で評価した。当該電解液は0.5Mのテトラプロピルアンモニウムヨーダイド(TPAI)と0.05Mヨウ素を含む5mLのプロピレンカーボネート溶液である。当該電解液の入った容器はアルミホイルで覆われており、内部に光は入射しない構造となっている。エオシンYが担持されている色素増感型太陽電池用光電極の場合、測定するサンプルの時間設定は、0,1,4,12,24時間後とした。D149の場合、0,2,8,24,48時間後とした。参考例3、参考例4、比較例1について、結果をそれぞれ図2(a)〜(c)に示す。参考例5、比較例2について、結果をそれぞれ図3(a)、(b)に示す。
2・・・導電性基板
3・・・多孔質酸化亜鉛層
4・・・増感色素
5・・・酸化亜鉛よりバンドギャップの広い金属酸化物
Claims (5)
- 増感色素と、酸化亜鉛よりバンドギャップの広い金属酸化物とが担持されている多孔質酸化亜鉛層を備えている色素増感型太陽電池用光電極の製造方法であって、
前記多孔質酸化亜鉛層に金属アルコキシドを担持させる工程と、前記金属アルコキシドを分解させる工程と、を実施して、前記多孔質酸化亜鉛層に前記金属酸化物を担持させ、
前記金属アルコキシドを分解させる工程が、酸素存在下で前記多孔質酸化亜鉛層に紫外光を照射する紫外線照射工程を含んでいることを特徴とする色素増感型太陽電池用光電極の製造方法。 - 前記金属アルコキシドの担持前に、前記多孔質酸化亜鉛層に前記増感色素を担持させる工程を実施する請求項1に記載の色素増感型太陽電池用光電極の製造方法。
- 前記金属アルコキシドの担持後に、前記多孔質酸化亜鉛層に前記増感色素を担持させる工程を実施する請求項1に記載の色素増感型太陽電池用光電極の製造方法。
- 前記金属酸化物が酸化マグネシウムであり、前記金属アルコキシドがマグネシウムアルコキシドである請求項1〜3のいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池用光電極の製造方法。
- 前記金属酸化物が酸化アルミニウムであり、前記金属アルコキシドがアルミニウムアルコキシドである請求項1〜3のいずれか1項に記載の色素増感型太陽電池用光電極の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007085040A JP5194286B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 色素増感型太陽電池用光電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007085040A JP5194286B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 色素増感型太陽電池用光電極の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008243701A JP2008243701A (ja) | 2008-10-09 |
JP5194286B2 true JP5194286B2 (ja) | 2013-05-08 |
Family
ID=39914772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007085040A Active JP5194286B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 色素増感型太陽電池用光電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5194286B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5485544B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2014-05-07 | 積水化学工業株式会社 | 太陽電池およびその製造方法 |
KR101406170B1 (ko) | 2013-07-30 | 2014-06-13 | 전북대학교산학협력단 | 밴드 갭 조절이 가능한 질소가 도핑된 산화아연 제조방법 및 이를 이용한 태양전지 응용 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4617014B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2011-01-19 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子の製造方法 |
JP2003187882A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光電変換素子の作製方法、光電変換素子及び光電池 |
DE60333990D1 (de) * | 2002-04-08 | 2010-10-14 | Nippon Oil Corp | Fotoelektrisches umwandlungselement |
JP2005539349A (ja) * | 2002-08-13 | 2005-12-22 | アグフア−ゲヴエルト | 金属カルコゲニドナノ−粒子を用いて分光増感されたナノ−多孔質金属酸化物半導体 |
JP3959471B2 (ja) * | 2004-08-26 | 2007-08-15 | 国立大学法人信州大学 | 酸化物半導体電極、およびその製造方法 |
-
2007
- 2007-03-28 JP JP2007085040A patent/JP5194286B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008243701A (ja) | 2008-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5007784B2 (ja) | 光電変換装置 | |
JP5192154B2 (ja) | 色素増感太陽電池の製造方法 | |
JP3883120B2 (ja) | 色素増感太陽電池基体用の多孔質酸化亜鉛薄膜及び色素増感太陽電池の光電極材料用の酸化亜鉛/色素複合薄膜並びにこれらの製造方法、酸化亜鉛/色素複合薄膜を光電極材料に用いる色素増感太陽電池 | |
JP4999294B2 (ja) | 色素増感太陽電池および色素増感太陽電池用多孔質半導体層の製造方法 | |
JP4635473B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法及び半導体電極の製造方法 | |
WO2004068627A1 (ja) | 光電変換素子およびその製造方法ならびに電子装置およびその製造方法ならびに半導体層およびその製造方法 | |
JP4887664B2 (ja) | 多孔質構造体の製造方法及び光電変換素子の製造方法 | |
JP5092146B2 (ja) | 酸化亜鉛系色素増感型太陽電池 | |
JP3954085B2 (ja) | 光電変換素子およびこれを用いた太陽電池 | |
JP2009212035A (ja) | 色素増感光電変換素子及び太陽電池 | |
JP5181550B2 (ja) | 光電変換素子 | |
JP5194286B2 (ja) | 色素増感型太陽電池用光電極の製造方法 | |
JP4812953B2 (ja) | 色素増感型太陽電池用光電極の製造方法及び色素増感型太陽電池の製造方法 | |
JP2002184476A (ja) | 多孔性光電変換半導体層の作製方法及び太陽電池 | |
JP5503143B2 (ja) | 多孔質金属酸化物半導体膜形成用塗料および光電気セル | |
JP2007242544A (ja) | 光電変換装置及びその製造方法、並びに金属酸化物多孔質層の表面処理液 | |
JP4819373B2 (ja) | 電解質組成物、色素増感太陽電池およびその製造方法 | |
JP4668660B2 (ja) | 多孔質酸化金属色素複合膜の製造方法 | |
WO2014013734A1 (ja) | 色素増感太陽電池の製造方法及び色素増感太陽電池 | |
JP5337423B2 (ja) | 色素増感太陽電池及び色素増感太陽電池の製造方法 | |
JP5198209B2 (ja) | 色素増感型太陽電池 | |
JP4684572B2 (ja) | 炭素電極及びその製造方法、炭素電極製造用材料、並びに炭素電極を備えた色素増感型太陽電池 | |
JP2009021116A (ja) | 光電変換素子及び太陽電池 | |
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 | |
JP2005222798A (ja) | 色素増感型太陽電池における負極の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091021 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120727 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121012 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121130 |
|
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: 20121221 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130116 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5194286 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
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 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
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 |