JP5267846B2 - 光電変換素子 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光電変換素子の断面構成を模式的に表すものであり、図2は、図1に示した光電変換素子の主要部を抜粋および拡大して表すものである。図1および図2に示した光電変換素子は、いわゆる色素増感型太陽電池の主要部である。この光電変換素子は、作用電極10と対向電極20とが電解質含有体30を介して対向配置されたものであり、作用電極10および対向電極20のうちの少なくとも一方は、光透過性を有する電極である。
次に、第2の実施の形態について説明するが、第1の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を付けて、その説明は省略する。第2の実施の形態は、色素14がアンカー基を有すると共に化2に示した化合物(以下、単に化2に示した化合物という。)、およびアンカー基を有すると共に化3に示した化合物(以下、単に化3に示した化合物という。)のうちの少なくとも1種を含むことを除き、第1の実施の形態と同様の構成を有していると共に同一の手順により製造される。
上記実施の形態で説明した光電変換素子の具体例として、金属酸化物半導体の材料として酸化チタンを用いた色素増感型太陽電池と、酸化亜鉛を用いた色素増感型太陽電池とを以下の手順で作製した。
色素として、化4(1)に示した化合物に代えて、化4(2)(実験例1−2)、化4(3)(実験例1−3)、化4(4)(実験例1−4)、化5(1)(実験例1−5)、化5(2)(実験例1−6)、化5(3)(実験例1−7)、化5(4)(実験例1−8)、化6(1)(実験例1−9)、化6(2)(実験例1−10)、化6(3)(実験例1−11)、化7(1)(実験例1−12)、化7(2)(実験例1−13)、化7(3)(実験例1−14)、化8(1)(実験例1−15)、化8(2)(実験例1−16)あるいは化8(3)(実験例1−17)に示した化合物を用いたことを除き、実験例1−1と同様の手順を経た。
色素として、化4(1)に示した化合物に代えて、化12(1)(比較例1−1)あるいは化12(2)(比較例1−2)に示した化合物を用いたことを除き、実験例1−1と同様の手順を経た。
色素として、化4(1)に示した化合物に代えて、アンカー基を有すると共に化2に示した化合物である化14(1)に示した化合物(実験例2−1)、またはアンカー基を有すると共に化3に示した化合物である化15に示した化合物(実験例2−2)を用いたことを除き、実験例1−1と同様の手順を経た。
色素として、化15に示した化合物に代えて、化16に示した化合物を用いたことを除き、実験例2−2と同様の手順を経た。
Claims (21)
- 色素と、この色素を担持する担持体とを有する電極を備える光電変換素子であって、
前記色素は、アンカー基を有すると共に化1で表される化合物を含む
ことを特徴とする光電変換素子。
- 前記芳香族環を有する基は、芳香族環を有するアルキル基であることを特徴とする請求項1記載の光電変換素子。
- 前記直鎖構造を有するアルキル基は、メチル基であり、
前記分岐構造を有するアルキル基は、ターシャリーブチル基であり、
前記環状構造を有するアルキル基は、シクロアルキル基であり、
前記アルコキシ基は、メトキシ基であり、
前記芳香族環を有する基は、フェニル基、ベンゼン環を有するアルキル基、ナフタレン環を有するアルキル基、またはビフェニル骨格を有するアルキル基である
ことを特徴とする請求項1記載の光電変換素子。 - 前記アンカー基は、カルボン酸基であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記化1に示したR5およびR6のうちの少なくとも1つは、前記アンカー基を有する基であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記化1に示したnは、3以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記担持体は、酸化亜鉛および酸化チタンのうちの少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 色素と、この色素を担持する担持体とを有する電極を備える光電変換素子であって、
前記色素は、アンカー基を有すると共に化2で表される化合物を含む
ことを特徴とする光電変換素子。
- 前記化2に示したR11、R12、R13およびR14からなる群のうちの少なくとも1つは、前記分岐構造を有するアルキル基、前記環状構造を有するアルキル基、または前記芳香族環を有するアルキル基であることを特徴とする請求項8記載の光電変換素子。
- 前記直鎖構造を有するアルキル基は、メチル基であり、
前記分岐構造を有するアルキル基は、ターシャリーブチル基であり、
前記環状構造を有するアルキル基は、シクロアルキル基であり、
前記芳香族環を有するアルキル基は、ベンジル基である
ことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の光電変換素子。 - 前記アンカー基は、カルボン酸基であることを特徴とする請求項8ないし請求項10のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記化2に示したR15およびR16のうちの少なくとも1つは、前記アンカー基を有する基であることを特徴とする請求項8ないし請求項11のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記化2に示したyは、3以下であることを特徴とする請求項8ないし請求項12のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記担持体は、酸化亜鉛および酸化チタンのうちの少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項8ないし請求項13のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 色素と、この色素を担持する担持体とを有する電極を備える光電変換素子であって、
前記色素は、アンカー基を有すると共に化3で表される化合物を含む
ことを特徴とする光電変換素子。
- 前記化3に示したR21、R22、R23およびR24からなる群のうちの少なくとも1つは、前記環状構造を有するアルキル基、または前記芳香族環を有するアルキル基であることを特徴とする請求項15記載の光電変換素子。
- 前記直鎖構造を有するアルキル基は、メチル基であり、
前記環状構造を有するアルキル基は、シクロアルキル基であり、
前記芳香族環を有するアルキル基は、ベンジル基であり、
前記ハロゲン基は、フッ素基、塩素基、臭素基またはヨウ素基である
ことを特徴とする請求項15または請求項16に記載の光電変換素子。 - 前記アンカー基は、カルボン酸基であることを特徴とする請求項15ないし請求項17のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記化3に示したR25およびR26のうちの少なくとも1つは、前記アンカー基を有する基であることを特徴とする請求項15ないし請求項18のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記化3に示したqは、3以下であることを特徴とする請求項15ないし請求項19のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記担持体は、酸化亜鉛および酸化チタンのうちの少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項15ないし請求項20のいずれか1項に記載の光電変換素子。
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