JP5790416B2 - Electrode of dye-sensitized solar cell, method for producing the same, and substrate with transparent conductive layer of dye-sensitized solar cell - Google Patents
Electrode of dye-sensitized solar cell, method for producing the same, and substrate with transparent conductive layer of dye-sensitized solar cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP5790416B2 JP5790416B2 JP2011241905A JP2011241905A JP5790416B2 JP 5790416 B2 JP5790416 B2 JP 5790416B2 JP 2011241905 A JP2011241905 A JP 2011241905A JP 2011241905 A JP2011241905 A JP 2011241905A JP 5790416 B2 JP5790416 B2 JP 5790416B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dye
- conductive layer
- transparent conductive
- solar cell
- sensitized solar
- 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
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
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本発明は、色素増感太陽電池の電極、その製造方法及び色素増感太陽電池の透明導電層付基板に関する。 The present invention relates to an electrode of a dye-sensitized solar cell, a production method thereof, and a substrate with a transparent conductive layer of the dye-sensitized solar cell.
従来、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する電池として、種々の太陽電池が知られている。例えば、特許文献1には、色素増感太陽電池が開示されている。
Conventionally, various solar cells are known as batteries that convert solar energy into electrical energy. For example,
色素増感太陽電池の電極では、基板の上に配された透明導電層の上に、多孔質酸化物半導体層が設けられる。多孔質酸化物半導体層は、高温下で熱処理されることがある。この熱処理などにより、透明導電層と多孔質酸化物半導体層とが剥がれやすくなる場合がある。 In the electrode of the dye-sensitized solar cell, the porous oxide semiconductor layer is provided on the transparent conductive layer disposed on the substrate. The porous oxide semiconductor layer may be heat-treated at a high temperature. By this heat treatment or the like, the transparent conductive layer and the porous oxide semiconductor layer may be easily peeled off.
本発明は、透明導電層と多孔質酸化物半導体層とが剥がれにくい色素増感太陽電池の電極を提供することを主な目的とする。 The main object of the present invention is to provide an electrode of a dye-sensitized solar cell in which the transparent conductive layer and the porous oxide semiconductor layer are hardly peeled off.
本発明に係る色素増感太陽電池の電極は、透明導電層付基板と、多孔質酸化物半導体層とを備える。透明導電層付基板は、ガラス基板、下地層、及び透明導電層を有する。下地層は、ガラス基板の一主面の上に配されている。下地層は、ガラス基板とは反対側の表面に凹凸を有する。透明導電層は、下地層の上に配されている。多孔質酸化物半導体層は、透明導電層の上に配されている。 The electrode of the dye-sensitized solar cell according to the present invention includes a substrate with a transparent conductive layer and a porous oxide semiconductor layer. The substrate with a transparent conductive layer includes a glass substrate, a base layer, and a transparent conductive layer. The underlayer is disposed on one main surface of the glass substrate. The underlayer has irregularities on the surface opposite to the glass substrate. The transparent conductive layer is disposed on the base layer. The porous oxide semiconductor layer is disposed on the transparent conductive layer.
なお、本発明において、ガラス基板には、結晶化ガラスからなる基板が含まれるものとする。 In the present invention, the glass substrate includes a substrate made of crystallized glass.
下地層のガラス基板とは反対側の表面の表面粗さは、中心線平均粗さRaで5nm以上であることが好ましい。 The surface roughness of the surface of the underlayer opposite to the glass substrate is preferably 5 nm or more in terms of the center line average roughness Ra.
本発明において、中心線平均粗さRaは、JISB0601に規定された方法により測定した値である。 In the present invention, the centerline average roughness Ra is a value measured by a method defined in JISB0601.
透明導電層の厚みは、0.5μm〜1.5μmであることが好ましい。 The thickness of the transparent conductive layer is preferably 0.5 μm to 1.5 μm.
透明導電層のガラス基板とは反対側の表面の表面粗さは、中心線平均粗さRaで5nm以上であることが好ましい。 The surface roughness of the surface of the transparent conductive layer opposite to the glass substrate is preferably 5 nm or more in terms of the center line average roughness Ra.
下地層は、酸化チタンを含むことが好ましい。 The underlayer preferably contains titanium oxide.
多孔質酸化物半導体層は、酸化物粒子の燒結体からなってもよい。 The porous oxide semiconductor layer may consist of a sintered body of oxide particles.
多孔質酸化物半導体層は、酸化チタンを含んでいてもよい。 The porous oxide semiconductor layer may contain titanium oxide.
本発明に係る色素増感太陽電池の透明導電層付基板において、多孔質酸化物半導体層が一主面上に形成される。透明導電層付基板は、ガラス基板と、下地層と、透明導電層とを備える。下地層は、ガラス基板の一主面の上に配されている。下地層は、ガラス基板とは反対側の表面に凹凸を有する。透明導電層は、下地層の上に配されている。 In the substrate with a transparent conductive layer of the dye-sensitized solar cell according to the present invention, the porous oxide semiconductor layer is formed on one main surface. The substrate with a transparent conductive layer includes a glass substrate, a base layer, and a transparent conductive layer. The underlayer is disposed on one main surface of the glass substrate. The underlayer has irregularities on the surface opposite to the glass substrate. The transparent conductive layer is disposed on the base layer.
本発明の色素増感太陽電池の電極の製造方法は、ガラス基板の一主面の上に、スプレー法を用いて下地層を形成する工程と、下地層の上に透明導電層を形成する工程と、透明導電層の上に多孔質酸化物半導体層を形成する工程とを備える。 The method for producing an electrode of a dye-sensitized solar cell according to the present invention includes a step of forming an underlayer using a spray method on one main surface of a glass substrate, and a step of forming a transparent conductive layer on the underlayer. And a step of forming a porous oxide semiconductor layer on the transparent conductive layer.
本発明によれば、透明導電層と多孔質酸化物半導体層とが剥がれにくい色素増感太陽電池の電極を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrode of a dye-sensitized solar cell with which a transparent conductive layer and a porous oxide semiconductor layer cannot peel easily can be provided.
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は、単なる一例であり、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。 Hereinafter, an example of the preferable form which implemented this invention is demonstrated. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments.
また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。 The drawings referred to in the embodiments are schematically described, and the ratio of the dimensions of the objects drawn in the drawings may be different from the ratio of the dimensions of the actual objects. The specific dimensional ratio of the object should be determined in consideration of the following description.
図1は、本実施形態に係る色素増感太陽電池の電極の略図的断面図である。色素増感太陽電池の電極1は、透明導電層付基板2を備える。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrode of a dye-sensitized solar cell according to this embodiment. The
透明導電層付基板2は、ガラス基板3を有する。ガラス基板3の両表面は、平坦である。ガラス基板3の両表面の表面粗さは、中心線平均粗さRaで0.2nm〜2nm程度である。
The
ガラス基板3を構成するガラスは、透光性を有するガラスであれば、特に限定されない。ガラス基板3を構成するガラスとしては、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、石英ガラスなどが挙げられる。これらの中でも、ガラス基板3を構成するガラスとしては、無アルカリガラスが好ましい。無アルカリガラスは、透光性及び歪み点が高く、製造コストが安いためである。 The glass which comprises the glass substrate 3 will not be specifically limited if it is glass which has translucency. Examples of the glass constituting the glass substrate 3 include alkali-free glass, soda lime glass, and quartz glass. Among these, as glass which comprises the glass substrate 3, an alkali free glass is preferable. This is because alkali-free glass has high translucency and strain point and is low in production cost.
なお、本発明において、無アルカリガラスとは、実質的にLi,Na,Kなどのアルカリ金属成分を含まないガラスをいい、具体的には、アルカリ金属成分の含有量が、酸化物換算で、0.2質量%以下であるガラスをいう。 In the present invention, the alkali-free glass refers to a glass that does not substantially contain an alkali metal component such as Li, Na, K, and specifically, the content of the alkali metal component is calculated in terms of oxide. The glass which is 0.2 mass% or less.
ガラス基板3の厚みは、特に限定されず、例えば0.03mm〜2mm程度とすればよい。 The thickness of the glass substrate 3 is not particularly limited, and may be about 0.03 mm to 2 mm, for example.
ガラス基板3の主面3aの上には、下地層4が配されている。下地層4は、ガラス基板3とは反対側の表面4aに凹凸を有する。表面4aの表面粗さは、中心線平均粗さRaで5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましい。なお、表面4aの中心線平均粗さRaが大きすぎると、多孔質酸化物半導体層が均一に形成されず、太陽電池の変換効率が低下する。このため、表面4aの中心線平均粗さRaは、500nm以下であることが好ましい。
On the
下地層4は、酸化チタンを含むことが好ましく、酸化チタンにより構成されていることがより好ましい。 The underlayer 4 preferably contains titanium oxide, and more preferably is made of titanium oxide.
下地層4の厚みは、特に限定されず、例えば0.1μm〜1.5μm程度であってもよい。 The thickness of the foundation layer 4 is not particularly limited, and may be, for example, about 0.1 μm to 1.5 μm.
下地層4の表面4aの上には、透明導電層5が配されている。透明導電層5のガラス基板3とは反対側の表面5aは、下地層4のガラス基板3とは反対側の表面4aの形状と対応した形状を有する。よって、表面5aの表面粗さは、表面5aも凹凸を有し、通常、中心線平均粗さRaで5nm以上となる。
A transparent
透明導電層5を構成する材料は、透光性及び導電性を有するものであれば、特に限定されない。透明導電層5は、例えば、インジウムドープ酸化錫(ITO)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、インジウムドープ酸化亜鉛(IZO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタンなどにより構成される。
The material which comprises the transparent
透明導電層5の厚みは、0.5μm〜1.5μm程度であることが好ましく、0.7μm〜1.2μm程度であることがより好ましい。透明導電層5の厚みが薄すぎると、電気抵抗が大きくなる場合がある。透明導電層5の厚みが厚すぎると、中心線平均粗さRaが小さくなる場合がある。
The thickness of the transparent
透明導電層5の表面5aの上には、多孔質酸化物半導体層6が配されている。多孔質酸化物半導体層6において、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。
On the
多孔質酸化物半導体層6は、酸化物粒子の燒結体、増感色素などを含んでいてもよい。
The porous
酸化物粒子を構成する酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化タングステンなどが挙げられる。 Examples of the oxide constituting the oxide particles include titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, iron oxide, niobium oxide, cerium oxide, and tungsten oxide.
焼結前の酸化物粒子の平均粒子径は、30nm以下であることが好ましく、20nm以下であることがより好ましい。 The average particle diameter of the oxide particles before sintering is preferably 30 nm or less, and more preferably 20 nm or less.
本実施形態に係る色素増感太陽電池の電極1は、例えば、次のようにして製造することができる。
The
まず、ガラス基板3の上に、下地層4を形成する。下地層4は、例えば、スプレー法により形成することができる。スプレー法を用いることにより、下地層4のガラス基板3とは反対側の表面4aの上に凹凸を形成することができる。具体的には、金属アルコキシドを含有する有機溶剤をスプレー法により5μm〜60μmの大きさの粒子にして吹き付けた後、350〜550℃の温度で加熱し、有機成分を揮発又は燃焼させるとともに、金属成分を酸化させることにより、所望の凹凸を有する下地層4を形成できる。 次に、下地層4の上に透明導電層5を形成する。透明導電層5は、スパッタ法、蒸着法などの成膜方法により形成することができる。
First, the base layer 4 is formed on the glass substrate 3. The underlayer 4 can be formed by, for example, a spray method. By using the spray method, it is possible to form irregularities on the
次に、透明導電層5の上に、酸化物粒子の燒結体、増感色素などを含む多孔質酸化物半導体層6を形成する。透明導電層5を形成する方法としは、特に限定されず、公知の方法が採用できる。
Next, a porous
本実施形態に係る色素増感太陽電池の電極1は、ガラス基板3とは反対側の表面4aに凹凸を有する下地層4を備える。表面4aの上には、透明導電層5が配されており、透明導電層5のガラス基板3とは反対側の表面5aは、表面4aの形状と対応した形状を有する。このため、透明導電層5と透明導電層5の表面5aの上に配された多孔質酸化物半導体層6とは、アンカー効果により剥がれにくい。
The
色素増感太陽電池の電極1において、下地層4の表面4aの中心線平均粗さが5nm以上、特に10nm以上である場合、表面4aの形状と対応した形状を有する透明導電層5の表面5aと多孔質酸化物半導体層6とは、剥がれにくい。
In the
色素増感太陽電池の電極1において、透明導電層5の厚みが、0.5μm〜1.5μm
程度、特に0.7μm〜1.2μm程度である場合、透明導電層5の表面5aの形状が下地層4の表面4aの形状と対応した形状となりやすいため好ましい。
In the
When the thickness is about 0.7 μm to 1.2 μm, the shape of the
色素増感太陽電池の電極1において、下地層4が酸化チタンを含む場合、酸化チタンはガラス基板3及び透明導電層5との親和性が高く、ガラス基板3と下地層4及び下地層4と透明導電層5とが剥がれにくいため好ましい。
In the
1…色素増感太陽電池の電極
2…透明導電層付基板
3…ガラス基板
3a…ガラス基板の主面
4…下地層
4a…下地層の表面
5…透明導電層
5a…透明導電層の表面
6…多孔質酸化物半導体層
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記透明導電層の上に配された、多孔質酸化物半導体層と、
を備える、色素増感太陽電池の電極。 A glass substrate, disposed on one main surface of the glass substrate , a base layer containing titanium oxide having irregularities on the surface opposite to the glass substrate, and a transparent disposed directly on the base layer A substrate with a transparent conductive layer having a conductive layer;
A porous oxide semiconductor layer disposed on the transparent conductive layer;
An electrode of a dye-sensitized solar cell, comprising:
ガラス基板と、
前記ガラス基板の一主面の上に配されており、前記ガラス基板とは反対側の表面に凹凸を有する酸化チタンを含む下地層と、
前記下地層の上に直接配された透明導電層と、
を備える色素増感太陽電池の透明導電層付基板。 A substrate with a transparent conductive layer of a dye-sensitized solar cell, in which a porous oxide semiconductor layer is formed on one main surface,
A glass substrate;
An underlayer containing titanium oxide , which is disposed on one main surface of the glass substrate and has irregularities on the surface opposite to the glass substrate;
A transparent conductive layer directly disposed on the underlayer;
A substrate with a transparent conductive layer of a dye-sensitized solar cell.
前記下地層の上に透明導電層を形成する工程と、
前記透明導電層の上に多孔質酸化物半導体層を形成する工程と、
を備える、色素増感太陽電池の電極の製造方法。 Forming a base layer containing titanium oxide on one main surface of the glass substrate using a spray method;
Forming a transparent conductive layer on the underlayer;
Forming a porous oxide semiconductor layer on the transparent conductive layer;
A method for producing an electrode of a dye-sensitized solar cell.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011241905A JP5790416B2 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Electrode of dye-sensitized solar cell, method for producing the same, and substrate with transparent conductive layer of dye-sensitized solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011241905A JP5790416B2 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Electrode of dye-sensitized solar cell, method for producing the same, and substrate with transparent conductive layer of dye-sensitized solar cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013098109A JP2013098109A (en) | 2013-05-20 |
JP5790416B2 true JP5790416B2 (en) | 2015-10-07 |
Family
ID=48619824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011241905A Active JP5790416B2 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Electrode of dye-sensitized solar cell, method for producing the same, and substrate with transparent conductive layer of dye-sensitized solar cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5790416B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6698772B2 (en) * | 2018-09-20 | 2020-05-27 | 積水化学工業株式会社 | Brittle material film and manufacturing method thereof, photoelectrode, dye-sensitized solar cell |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3247876B2 (en) * | 1999-03-09 | 2002-01-21 | 日本板硝子株式会社 | Glass substrate with transparent conductive film |
JP2003229584A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-15 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Glass substrate for photoelectric converter and photoelectric converter using the same |
JP4948799B2 (en) * | 2005-08-04 | 2012-06-06 | 株式会社フジクラ | WORKING ELECTRODE AND ITS MANUFACTURING METHOD, SOLAR CELL AND ITS MANUFACTURING METHOD |
JP2009037853A (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Electric Power Dev Co Ltd | Dye-sensitized solar cell, negative electrode of dye-sensitized solar cell, and its manufacturing method |
-
2011
- 2011-11-04 JP JP2011241905A patent/JP5790416B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013098109A (en) | 2013-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102779944B (en) | Transparent conductive thin film | |
CN104576788B (en) | Enhanced Graphene/cadmium-Te solar battery of a kind of cadmium selenide and preparation method thereof | |
JP2013522813A (en) | Transparent electrodes based on a combination of transparent conductive oxides, metals, and oxides | |
WO2011010685A1 (en) | Glass substrate with conductive film for solar cell | |
JP2006516793A (en) | Member for use in creating a light emitting display device | |
CN101697319B (en) | Dye-sensitized anode of solar battery light and preparation method thereof | |
CN103730194A (en) | Multilayer structure composite transparent conducting thin film based on silver nanowires and preparation method thereof | |
JP2011508946A (en) | Conductive glass for dye-sensitized solar cell and method for producing the same | |
Kong et al. | Performance improvement of dye-sensitized solar cells by surface patterning of fluorine-doped tin oxide transparent electrodes | |
CN107068866A (en) | A kind of translucent perovskite solar cell and its package technique | |
JPWO2014115770A1 (en) | Transparent conductive substrate and method for producing the same | |
TW201121114A (en) | Inverted organic solar cell and method for manufacturing the same | |
WO2022054150A1 (en) | Transparent electrode, method for manufacturing transparent electrode, and electronic device | |
TW201537274A (en) | Electrochromic device and method of manufacturing the same | |
JP5790416B2 (en) | Electrode of dye-sensitized solar cell, method for producing the same, and substrate with transparent conductive layer of dye-sensitized solar cell | |
JP6429152B2 (en) | Photoelectrode and manufacturing method thereof | |
JP2008077924A (en) | Photoelectric converter | |
TWI529990B (en) | Production method of trans - type large area organic solar cell | |
JP2009071147A (en) | Plasmon resonance photoelectric conversion element, and method of manufacturing the same | |
JP2013179217A (en) | Solar cell and manufacturing method for the same | |
CN103203912B (en) | A kind of new A ZO coated glass and preparation technology thereof | |
Yang et al. | Flexible transparent electrodes based on metallic micro–nano architectures for perovskite solar cells | |
KR20130021170A (en) | Manufacturing method of 2 layer hybrid transparent electrode | |
WO2015009073A1 (en) | Method of fabricating light extraction substrate for organic light emitting device | |
KR20160022148A (en) | Transparent electrode and method for manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140609 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150106 |
|
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: 20150707 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150720 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5790416 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |