JP6244777B2 - 界面錯体型有機太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
そのため、各種低コスト型の太陽電池の研究開発が進められており、その中でもスイスローザンヌ工科大学のGraetzelらが発表した色素増感太陽電池は、実用化への期待が高まっている(例えば、特許文献1、非特許文献1、2参照)。この太陽電池の構造は、透明導電性ガラス基板上に多孔質な金属酸化物半導体を設け、その表面に吸着した増感色素と、酸化還元対を有する電解質と、対向電極とからなる。Graetzelらは、酸化チタン等の金属酸化物半導体電極を多孔質化して表面積を大きくしたこと、並びに色素としてルテニウム錯体を単分子吸着させたことにより光電変換効率を著しく向上させた。
以上、これまでに検討されてきた色素増感太陽電池の増感色素は、何れも満足いく特性のものが得られていないのが現状である。
更に、トリアリールアミン基を有する立体構造がバルキーである化合物においては、従来の溶液浸漬では界面複合体を形成できないが、本件超臨界二酸化炭素中においては、界面複合体を得ることができた。トリアリールアミン基を有することで、吸光係数が高くなり、光電変換特性向上が可能となった。
[1]:「下記一般式(1)で表されるジシアノメチレンと酸化チタンから形成される界面錯体により被覆された第一電極と、前記第一電極と対峙する第二電極と、前記第一電極と第二電極との間に電解質層を具備した光電変換素子である界面錯体型有機太陽電池において、前記界面錯体は、10から60MPaの圧力範囲かつ35から150℃の温度範囲で超臨界二酸化炭素流体下により形成されたものであることを特徴とする界面錯体型有機太陽電池;
[2]:「前記界面錯体が示す紫外から近赤外領域に観測される吸収スペクトルが、前記一般式(1)で表されるジシアノメチレンの吸収スペクトルと異なる波長領域に観測されることを特徴とする前記[1]に記載の界面錯体型有機太陽電池。」
[3]:「前記一般式(1)で表されるジシアノメチレンが、つぎの構造式(2)〜一般式(7)の1種以上のジシアノメチレンからなるものであることを特徴とする前記[1]または[2]のいずれかに記載の界面錯体型有機太陽電池;
[9]:「前記一般式(1)で表されるジシアノメチレンが、つぎの構造式(2)〜一般式(7)の1種以上のジシアノメチレンからなるものであることを特徴とする前記[7]または[8]のいずれかに記載の界面錯体型有機太陽電池の製造方法;
界面型有機太陽電池の構成について図1に基づいて説明する。なお、図1は界面型有機太陽電池の断面図である。
図1に示す態様においては、基板(1)上に第一電極(2)が設けられ、粒状の電子輸送材料からなる電子輸送層(3)、電子輸送材料上に光増感剤(4)が吸着し、第二電極(6)との間に電荷移動層(5)を挟み込んだ構成をとっている。
本発明に用いられる第一電極(2)としては、可視光に対して透明な導電性物質であれば特に限定されるものではなく、通常の光電変換素子、あるいは液晶パネル等に用いられる公知のものを使用できる。
例えば、インジウム・スズ酸化物(以下、ITOと称す)、フッ素ドープ酸化スズ(以下、FTOと称す)、アンチモンドープ酸化スズ(以下、ATOと称す)、インジウム・亜鉛酸化物、ニオブ・チタン酸化物、グラフェン等が挙げられ、これらが単独あるいは複数積層されていてもよい。
第一電極の厚さは5nm〜100μmが好ましく、50nm〜10μmが更に好ましい。
また第一電極は一定の硬性を維持するため、可視光に透明な材質からなる基板上に設けることが好ましく、例えば、ガラス、透明プラスチック板、透明プラスチック膜、無機物透明結晶体などが用いられる。
また、酸化スズや酸化インジウムに原子価の異なる陽イオン若しくは陰イオンをドープした透明電極、メッシュ状、ストライプ状など光が透過できる構造にした金属電極をガラス基板等の基板上に設けたものでもよい。これらは単独あるいは2種以上の混合、または積層したものでも構わない。また抵抗を下げる目的で、金属リード線等を併用してもよい。
金属リード線の材質はアルミニウム、銅、銀、金、白金、ニッケル等の金属が挙げられる。金属リード線は、基板に蒸着、スパッタリング、圧着等で設置し、その上にITOやFTOを設ける方法が挙げられる。
本発明の色素増感太陽電池は、上記の第一電極(2)上に、電子輸送層(3)として、半導体からなる薄膜を形成する。
この電子輸送層層(3)は、第一電極(2)上に緻密な電子輸送層を形成し、更にその上に多孔質状の電子輸送層(3)を形成する積層構造であっても構わない。
この緻密な電子輸送層は、第一電極(2)と電荷移動層(5)との電子的コンタクトを防ぐ目的で形成するものである。従って、第一電極(2)と電荷移動層(5)が物理的に接触しなければ、ピンホールやクラック等が形成されていても構わない。
また、この緻密な電子輸送層(3)の膜厚に制限はないが、10nm〜1μmが好ましく、20nm〜700nmがより好ましい。
なお、電子輸送層(3)の「緻密」とは、電子輸送層中の半導体微粒子の充填密度より高密度で無機酸化物半導体が充填されていることを意味する。
緻密な電子輸送層上に形成する多孔質状の電子輸送層(3)は、単層であっても多層であってもよい。
多層の場合、粒径の異なる半導体微粒子の分散液を多層塗布することも、種類の異なる半導体や、樹脂、添加剤の組成が異なる塗布層を多層塗布することもできる。
一度の塗布で膜厚が不足する場合には、多層塗布は有効な手段である。
具体的には、シリコン、ゲルマニウムのような単体半導体、あるいは金属のカルコゲニドに代表される化合物半導体、またはペロブスカイト構造を有する化合物等を挙げることができる。
金属のカルコゲニドとしてはチタン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ハフニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ、あるいはタンタルの酸化物、カドミウム、亜鉛、鉛、銀、アンチモン、ビスマスの硫化物、カドミウム、鉛のセレン化物、カドミウムのテルル化物等が挙げられる。
他の化合物半導体としては亜鉛、ガリウム、インジウム、カドミウム、等のリン化物、ガリウム砒素、銅−インジウム−セレン化物、銅−インジウム−硫化物等が好ましい。
また、ペロブスカイト構造を有する化合物としては、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム等が好ましい。
これらの中でも酸化物半導体が好ましく、特に酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブが好ましく、単独、あるいは2種以上の混合で使用しても構わない。これらの半導体の結晶型は特に限定されるものではなく、単結晶でも多結晶でも、あるいは非晶質でも構わない。
また、より大きい平均粒径の半導体微粒子を混合あるいは積層して入射光を散乱させる効果により、効率を向上させることも可能である。この場合の半導体の平均粒径は50〜500nmが好ましい。
製造コスト等を考慮した場合、特に湿式製膜法が好ましく、半導体微粒子の粉末あるいはゾルを分散したペーストを調製し、電子集電電極基板上に塗布する方法が好ましい。
この湿式製膜法を用いた場合、塗布方法は特に制限はなく、公知の方法に従って行なうことができる。
例えば、ディップ法、スプレー法、ワイヤーバー法、スピンコート法、ローラーコート法、ブレードコート法、グラビアコート法、また、湿式印刷方法として、凸版、オフセット、グラビア、凹版、ゴム版、スクリーン印刷等様々な方法を用いることができる。
機械的粉砕、あるいはミルを使用して分散液を作製する場合、少なくとも半導体微粒子単独、あるいは半導体微粒子と樹脂の混合物を水あるいは有機溶剤に分散して形成される。
この時加える増粘剤としては、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール等の高分子、エチルセルロース等の増粘剤等が挙げられる。
焼成する場合、焼成温度の範囲に特に制限はないが、温度を上げ過ぎると基板の抵抗が高くなったり、溶融することもあるため、30〜700℃が好ましく、100〜600℃がより好ましい。また、焼成時間にも特に制限はないが、10分〜10時間が好ましい。
焼成後、半導体微粒子の表面積の増大や、光増感化合物から半導体微粒子への電子注入効率を高める目的で、例えば四塩化チタンの水溶液や有機溶剤との混合溶液を用いた化学メッキや三塩化チタン水溶液を用いた電気化学的メッキ処理を行なってもよい。
このナノ多孔構造は、非常に高い表面積を持ち、その表面積はラフネスファクターを用いて表わすことができる。このラフネスファクターは、基板に塗布した半導体微粒子の面積に対する多孔質内部の実面積を表わす数値である。従って、ラフネスファクターは大きいほど好ましいが、電子輸送層の膜厚との関係もあり、本発明においては20以上が好ましい。
本発明では変換効率の更なる向上のため、光増感化合物を電子輸送性半導体の表面に吸着させる。本発明における光増感化合物は一般式(1)に示すものを用いる。
以下に一般式(1)における具体的な例示化合物を記すが、何らこれらに限定されるものではない。
超臨界二酸化炭素を用いて、ジシアノメチレン化合物と酸化チタンから形成される界面錯体化合物を形成させる時間は、1分以上1000時間以下が好ましく、5分以上500時間以下がより好ましく、10分以上100時間以下が更に好ましい。
本発明の電荷移動層としては、酸化還元対を有機溶媒に溶解した電解液、酸化還元対を有機溶媒に溶解した液体をポリマーマトリックスに含浸したゲル電解質、酸化還元対を含有する溶融塩、固体電解質、無機ホール輸送材料、有機ホール輸送材料等を用いることができる。
本発明で使用される電解液は、電解質、溶媒、及び添加物から構成されることが好ましい。好ましい電解質はヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化カルシウム等の金属ヨウ化物−ヨウ素の組合せ、テトラアルキルアンモニウムヨーダイド、ピリジニウムヨーダイド、イミダゾリウムヨーダイド等の4級アンモニウム化合物のヨウ素塩−ヨウ素の組合せ、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化セシウム、臭化カルシウム等の金属臭化物−臭素の組合せ、テトラアルキルアンモニウムブロマイド、ピリジニウムブロマイド等の4級アンモニウム化合物の臭素塩−臭素の組合せ、フェロシアン酸塩−フェリシアン酸塩、フェロセン−フェリシニウムイオン等の金属錯体、ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオール−アルキルジスルフィド等のイオウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノン−キノン、コバルトなどの金属錯体、ニトロキシドラジカル化合物等が挙げられる。
上述の電解質は単独の組合せであっても混合であってもよい。また、イミダゾリニウムヨーダイドなどのイオン液体を用いた場合は、特に溶媒を用いなくても構わない。
上述のモノマーは、ラジカル重合によって重合することができる。本発明で使用できるゲル電解質用モノマーは、加熱、光、電子線あるいは電気化学的にラジカル重合することができる。架橋高分子が加熱によって形成される場合に使用される重合開始剤は、2,2´−アゾビスイソブチロニトリル、2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル−2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ系開始剤、ベンゾイルパーオキシド等の過酸化物系開始剤等が好ましい。これらの重合開始剤の添加量は、モノマー総量に対して、0.01〜20質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましい。
本発明において、電荷移動層の形成方法は大きく2通りの方法が挙げられる。
1つは増感色素を担持した半導体微粒子含有層の上に、先に対極(図1では第二電極)を貼り合わせ、その隙間に液状の電荷移動層を挟み込む方法、もう一つは、半導体微粒子含有層の上に直接電荷移動層を付与する方法である。後者の場合、対極はその後新たに付与することになる。
前者の場合、電荷移動層の挟み込み方法として、浸漬等による毛管現象を利用する常圧プロセスと常圧より低い圧力にして気相を液相に置換する真空プロセスが挙げられる。後者の場合、湿式の電荷移動層においては未乾燥のまま対極を付与し、エッジ部の液漏洩防止を施す必要がある。また、ゲル電解液の場合においては、湿式で塗布して重合等の方法により固体化する方法もある。その場合、乾燥、固定化した後に対極を付与してもよい。電解液の他、有機電荷輸送材料の溶解液やゲル電解質を付与する方法としては、半導体微粒子含有層や色素の付与と同様に、浸漬法、ローラ法、ディップ法、エアーナイフ法、エクストルージョン法、スライドホッパー法、ワイヤーバー法、スピン法、スプレー法、キャスト法、各種印刷法等が挙げられる。
対極に用いる材料の具体例としては、白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、インジウム等の金属、炭素、ITO、FTO等の導電性金属酸化物等が挙げられる。
対極の厚さには特に制限はない。
ホール集電電極層の膜厚には特に制限はなく、また単独あるいは2種以上の混合で用いても構わない。ホール集電電極の塗設については、用いられる材料の種類やホール輸送層の種類により、適宜ホール輸送層上に塗布、ラミネート、蒸着、CVD、貼り合わせ等の手法により形成可能である。
本発明の光電変換素子においては、電子集電電極側が透明であり、太陽光を電子集電電極側から入射させる方法が好ましい。この場合、ホール集電電極側には光を反射させる材料を使用することが好ましく、金属、導電性酸化物を蒸着したガラス、プラスチック、あるいは金属薄膜が好ましい。
また、太陽光の入射側に反射防止層を設けることも有効な手段である。
本発明の光電変換素子は、太陽電池及び太陽電池を用いた電源装置に応用できる。
応用例としては、従来からの太陽電池やそれを用いた電源装置を利用している機器類であれば、いずれのものでも可能である。
例えば電子卓上計算機や腕時計用の太陽電池に用いてもよいが、本発明の色素増感太陽電池の特徴を活用する一例として、携帯電話、電子手帳、電子ペーパー等の電源装置が挙げられる。また充電式や乾電池式の電気器具の連続使用時間を長くするための補助電源として用いることもできる。
[合成例1;例示化合物6の合成]
中間体化合物(0.50g,1.04mmol),ジシアノメチレン(0.30g、4.6mmol),ジクロロメタン(10ml)を0℃にて攪拌した。そこに四塩化チタン(2ml)を徐々に加え、ついで、ピリジン(5ml)を徐々に加えた。加え終わった後、室温にて2時間攪拌した。トルエンにて抽出し、有機層を取り出し、溶媒を減圧下にて留去した。カラムクロマトグラフィー(eluent:トルエン)にて精製し、さらにサイズ排除クロマトグラフィーにより精製し、目的物である濃緑色粉末を95mg得た(収率15%)。図2に、得られた例示化合物No.6の同定資料としての赤外吸収スペクトル図を示す。
中間体化合物(0.50g,0.92mmol),ジシアノメチレン(0.30g、4.6mmol),ジクロロメタン(10ml)を0℃にて攪拌した。そこに四塩化チタン(2ml)を徐々に加え、ついで、ピリジン(5ml)を徐々に加えた。加え終わった後、室温にて2時間攪拌した。トルエンにて抽出し、有機層を取り出し、溶媒を減圧下にて留去した。カラムクロマトグラフィー(eluent:トルエン)にて精製し、さらにサイズ排除クロマトグラフィーにより精製し、目的物である濃緑色粉末を100mg得た(収率16%)。図3に、得られた例示化合物No.11の同定資料としての赤外吸収スペクトル図を示す。
(酸化チタン半導体電極の作製)
チタニウムテトラ−n−プロポキシド2ml、酢酸4ml、イオン交換水1ml、2−プロパノール40mlを混合し、FTOガラス基板上にスピンコートし、室温で乾燥後、空気中450℃で30分間焼成した。再度同一溶液を用いて、得た電極上に膜厚100nmになるようにスピンコートで塗布し、空気中450℃で30分間焼成して緻密な電子輸送層を形成した。
酸化チタン(日本アエロジル社製P−25)3g、アセチルアセトン0.3gを水5.5g、エタノール1.2gと共にビーズミル処理を12時間施した。
得られた分散液に界面活性剤(和光純薬社製ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル)0.3g、ポリエチレングリコール(#20,000)1.2gを加えてペーストを作製した。
このペーストを、上記緻密な電子輸送層上に膜厚10μmになるように塗布し、室温で乾燥後、空気中500℃で30分間焼成し、多孔質状の電子輸送層を形成した。
上記酸化チタン半導体電極を、3mMに調整した例示化合物1(テトラシアノエチレン、東京化成社製)に示される光増感化合物のアセトン溶液と、超臨界流体色素吸着システム(SCF−220、ISCO社製)を用いて、50℃40MPaの超臨界二酸化炭素下において20分間放置することで、光増感化合物を吸着させ、界面錯体を形成させた。
電解液としては、ヨウ素0.05M、リチウムヨーダイド0.1M、1,3−ジメチル−2−イミダゾリニウムヨーダイド0.6Mをアセトニトリル/バレロニトリル=17/3の混合液に溶解したものを使用した。対極にはFTO上に白金をスパッタリングしたものを使用した。厚さ30μmのスペーサーを両電極間に挟み込み、電解液を注入して色素増感太陽電池を作製した。ここに、作用電極側からソーラーシミュレーター(AM1.5、100mW/cm2)から発生した疑似太陽光を照射して、太陽電池特性を評価した。その結果、開放電圧0.53V、短絡電流密度5.3mA/cm2、形状因子0.65、変換効率1.31%と良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を変更した以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。何れも良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.03に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.04に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.05に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.06に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.11に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.15に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.02に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.02に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.02に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.02に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.02に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.02に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.02に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.02に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.06に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.06に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.06に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.06に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.06に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.11に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.11に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.11に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例1における例示化合物1を、表2に示す例示化合物No.11に変更し、超臨界二酸化炭素下における温度と圧力と時間を表2記載のようなものとした以外は実施例1と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表2に示す。良好な値を示した。
実施例2の超臨界二酸化炭素下における温度と圧力を変更した以外は実施例2と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表3に示す。
実施例2の超臨界二酸化炭素下における温度と圧力を変更した以外は実施例2と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表3に示す。
実施例2の超臨界二酸化炭素下における温度と圧力を変更した以外は実施例2と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表3に示す。
実施例2の超臨界二酸化炭素下における温度と圧力を変更した以外は実施例2と同様にして太陽電池を作製し評価した。その結果を表3に示す。
実施例2における酸化チタン半導体電極を、3mMに調整した例示化合物2に示される光増感化合物のアセトン溶液中に室温で15時間、暗所にて静置して光増感化合物を吸着させた以外は、実施例1と同様にして色素増感太陽電池を作製し、評価した。その結果、開放電圧=0.35V、短絡電流密度4.8mA/cm2、形状因子=0.62、変換効率=1.04%と低い変換効率であった。
実施例6における酸化チタン半導体電極を、3mMに調整した例示化合物6に示される光増感化合物のアセトン溶液中に室温で15時間、暗所にて静置して光増感化合物を吸着させた以外は、実施例1と同様にして色素増感太陽電池を作製し、評価した。その結果、開放電圧=0.39V、短絡電流密度1.2mA/cm2、形状因子=0.63、変換効率=0.29%と低い変換効率であった。
実施例1記載の酸化チタン半導体電極の膜厚を5μmに調整した実施例1の界面錯体を形成した酸化チタン半導体電極と、例示化合物2の粉体を日立製作所製UV3100にて吸収スペクトルを計測し、図4に示す。
Claims (7)
- 界面錯体型有機太陽電池の製造方法であって、該有機太陽電池は下記一般式(1)で表されるジシアノメチレンと酸化チタンから形成される界面錯体化合物により被覆された第一電極と、前記第一電極と対峙する第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に電解質層を具備した光電変換素子であり、10から60MPaの圧力範囲かつ35から150℃の温度範囲で、超臨界二酸化炭素流体下により前記界面錯体化合物を形成する工程を含み、
前記一般式(1)で表されるジシアノメチレンが、下記一般式(8)で表されることを特徴とする界面錯体型有機太陽電池の製造方法。
- 前記一般式(8)で表されるジシアノメチレンが、下記一般式(9)で表されるものである請求項1に記載の界面錯体型有機太陽電池の製造方法。
- 界面錯体型有機太陽電池の製造方法であって、該有機太陽電池は下記一般式(1)で表されるジシアノメチレンと酸化チタンから形成される界面錯体化合物により被覆された第一電極と、前記第一電極と対峙する第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に電解質層を具備した光電変換素子であり、10から60MPaの圧力範囲かつ35から150℃の温度範囲で、超臨界二酸化炭素流体下により前記界面錯体化合物を形成する工程を含み、
前記一般式(1)で表されるジシアノメチレンが、下記一般式(10)で表されることを特徴とする界面錯体型有機太陽電池の製造方法。
- 前記界面錯体化合物が示す紫外から近赤外領域に観測される吸収スペクトルが、前記一般式(1)で表されるジシアノメチレンの吸収スペクトルと異なる波長領域に観測される請求項1から3のいずれかに記載の界面錯体型有機太陽電池の製造方法。
- 前記界面錯体化合物を形成する工程における前記圧力範囲が、20MPaから40MPaである請求項1から4のいずれかに記載の界面錯体型有機太陽電池の製造方法。
- 前記界面錯体化合物を形成する工程における前記温度範囲が、50℃から120℃である請求項1から5のいずれかに記載の界面錯体型有機太陽電池の製造方法。
- 前記界面錯体化合物を形成する工程における前記界面錯体化合物を形成する時間が、1分間から1,000時間である請求項1から6のいずれかに記載の界面錯体型有機太陽電池の製造方法。
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