TWI388067B - 光電轉換元件 - Google Patents

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Masahiro Tsuchiya
Hidenori Shinohara
Atsushi Monden
Masahiro Shinkai
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Description

光電轉換元件
本發明係有關於一種使用色料而成的光電轉換元件。
先前，將太陽光等的光能變換成為電能之太陽電池等光電轉換元件，已知有使具有氧化物半導體層之電極負載色料而使其敏化之色料敏化型光電轉換元件。認為該色料敏化型光電轉換元件在理論上能夠期待高效率，且藉由使用一般而言已普及的矽半導體之光電轉換元件，在成本上係非常有利的。因此，作為下一代的光電轉換元件而受到注目，正進行朝向實用化之開發。
關於該色料敏化型光電轉換元件所使用的色料，已知有一種使用花青苷系色料等有機色料之技術(例如，參照專利文獻1)，係以提高轉換效率為目的。又，認為因為色料分子具有電子吸引性基，提高轉換效率係有效的。
[專利文獻1]特開2000－294303號公報
但是，先前之使用色料的光電轉換元件，無法得到充分的轉換效率，希望能夠更加提高。
本發明係鑒於如此的問題點而進行，本發明的目的係提供一種能夠提升轉換效率之光電轉換元件。
本發明之第1光電轉換元件，其係具備電極(具有色料 及負載該色料之載體)之光電轉換元件，該色料含有具有錨固基(anchoring group)且由化學式1所示之化合物，又，錨固基係指能夠與載體化學性鍵結之電子吸引性基。
(R1及R2係取代基，各自可以互相相同或不同，亦可互相鍵結而形成環狀結構。R3及R4係取代基，各自可以互相相同或不同，亦可互相鍵結而形成環狀結構。R5及R6係取代基，各自可以互相相同或不同。環A及環B係苯環或萘環。R7及R8係取代基，具有2個以上的R7或R8時各自可以互相相同或不同。具有鄰接2個以上的R7或R8時，各自可互相鍵結而形成環狀結構。其中，由R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8所組成的群組中之至少1個係具有環狀或分枝結構之取代基。又，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8所組成的群組中之至少一個亦可包含錨固基。m係0以上的整數。n係0以上的整數)。
在本發明的第1光電轉換元件，因為色料係含有具有錨固基且如化學式1所示之化合物，能夠抑制在載體表面之色料的結晶化。藉此，在載體表面所負載的色料能夠效率良好地吸收光線。吸收光線後的色料會將電子注入載體，藉此能夠進行光電轉換。
又，在本發明的第1光電轉換元件，化學式1所示之具有環狀或分枝結構之取代基係以具有環狀或分枝結構之烷基及具有芳香族環之烷基的任一者為佳，以苄基、苄基衍生物或第三丁基為佳。而且，化學式1所示之R1、R2、R3及R4所組成的群組中之至少1個係以具有上述環狀或分枝結構之取代基為佳。藉此，能夠更抑制在載體表面之色料的結晶化。
又，在本發明的第1光電轉換元件，錨固基亦可以是羧基。又，在由化學式1所示之R5及R6中之至少1個係以具有錨固基之基為佳。藉此，色料被負載在載體表面，同時能夠抑制在其表面之色料的結晶化。
而且，在本發明的第1光電轉換元件，化學式1所示之n係以3以下為佳。又，載體係以含有氧化鋅及氧化鈦中之至少1種為佳。藉此，在載體表面所負載的色料會吸收光線，且吸收光線後的色料將電子注入載體變為容易。
本發明之第2光電轉換元件，其係具備電極(具有色料及負載該色料之載體)之光電轉換元件，該色料含有具有錨固基且由化學式2所示之化合物，
(R11及R12係取代基，各自可以互相相同或不同，亦可互相鍵結而形成環狀結構。R13及R14係取代基，各自可以互相相同或不同，亦可互相鍵結而形成環狀結構。R15及R16係取代基，各自可以互相相同或不同。環C及環D係苯環或萘環。R17及R18係取代基，具有2個以上的R17或R18時，各自可以互相相同或不同，具有鄰接2個以上的R17或R18時，各自可互相鍵結而形成環狀結構。其中，由R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及R18所組成的群組中之至少1個係具有環狀結構或分枝結構之取代基。R19係氫基或取代基，各自可以互相相同或不同，具有鄰接2個以上的R19時，各自可互相鍵結而形成環狀結構。R20係氫基或是鹵素除外的取代基，具有2個以上的R20時，各自可以互相相同或不同，具有鄰接2個以上的R20時，各自可互相鍵結而形成環狀結構。其中R19及R20中之至少1個係取代基。又，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19及R20所組成的群組中之至少一個亦可包含錨固基。x係0以上的整數。y係0以上的整數)。
在本發明的第2光電轉換元件，因為色料係含有具有錨固基且如化學式2所示之化合物，能夠抑制在載體表面之色料的結晶化。藉此，在載體表面所負載的色料能夠效率良好地吸收光線。吸收光線後的色料會將電子注入載體，藉此能夠進行光電轉換。
又，在本發明的第2光電轉換元件，化學式2所示之具有環狀或分枝結構之取代基可以是具有環狀或分枝結構 之烷基及具有芳香族環之烷基的任一者，亦可以是苄基或第三丁基。又，由化學式2所示之R11、R12、R13及R14所組成的群組中之至少1個可以是具有上述環狀或分枝結構之取代基。
又，在本發明的第2光電轉換元件，錨固基亦可以是羧基。又，化學式2所示之R15及R16中之至少1個可以是具有錨固基之基。而且，在本發明的第3光電轉換元件，化學式3所示之y可以是3以下。
而且，在本發明的第2光電轉換元件，載體係以含有氧化鋅及氧化鈦中之至少1種為佳。藉此，在載體表面所負載的色料會吸收光線，且吸收光線後的色料將電子注入載體變為容易。
本發明之第3光電轉換元件，其係具備電極(具有色料及負載該色料之載體)之光電轉換元件，該色料含有具有錨固基且由化學式3所示之化合物，
(R21及R22係取代基，各自可以互相相同或不同，亦可互相鍵結而形成環狀結構。R23及R24係取代基，各自可以互相相同或不同，亦可互相鍵結而形成環狀結構。R25及R26係取代基，各自可以互相相同或不同。環E及環F 係苯環或萘環。R27及R28係取代基，具有2個以上的R27或R28時，各自可以互相相同或不同，具有鄰接2個以上的R27或R28時，各自可互相鍵結而形成環狀結構。其中，由R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27及R28所組成的群組中之至少1個係具有環狀結構之取代基。R29係氫基或取代基，各自可以互相相同或不同，具有鄰接2個以上的R29時，各自可互相鍵結而形成環狀結構。R30係氫基或鹵素基，具有鄰接2個以上的R30時，各自可以互相相同或不同。其中R30中之至少1個係鹵素基。又，R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28及R29所組成的群組中之至少一個亦可包含錨固基。p係0以上的整數。q係0以上的整數)。
在本發明的第3光電轉換元件，因為色料係含有具有錨固基且如化學式3所示之化合物，能夠抑制在載體表面之色料的結晶化。藉此，在載體表面所負載的色料能夠效率良好地吸收光線。吸收光線後的色料會將電子注入載體，藉此能夠進行光電轉換。
又，在本發明的第3光電轉換元件，化學式3所示之具有環狀或分枝結構之取代基可以是具有環狀結構之烷基及具有芳香族環之烷基的任一者，亦可以是苄基。又，由化學式3所示之R21、R22、R23及R24所組成的群組中之至少1個可以是具有上述環狀結構之取代基。
又，在本發明的第3光電轉換元件，錨固基亦可以是羧基。又，化學式3所示之R25及R26中之至少1個可以 是具有錨固基之基。而且，在本發明的第3光電轉換元件，化學式3所示之n可以是3以下。
而且，在本發明的第3光電轉換元件，載體係以含有氧化鋅及氧化鈦中之至少1種為佳。藉此，在載體表面所負載的色料會吸收光線，且吸收光線後的色料將電子注入載體變為容易。
依照本發明的第1光電轉換元件，因為具備電極(具有色料及負載該色料之載體)之光電轉換元件，且該色料含有具有錨固基且由化學式1所示之化合物，所以能夠提轉換效率。
又，若是色料含有如化學式1所示之具有環狀或分枝結構之取代基係具有環狀或分枝結構之烷基及具有芳香族環之烷基之任一者之化合物，或是該取代基係苄基、苄基的衍生物或第三丁基之化合物，或是由如化學式1所示之R1、R2、R3及R4所組成群組中之至少1個係具有環狀或分枝結構之取代基之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。
又，若是色料含有如化學式1所示之R5及R6中之至少1個係具有該錨固基之基之化合物，或是化學式1所示之n係3以下之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。
而且，在載體含有氧化鈦及氧化鋅中之至少1種時，能夠得到更高的轉換效率。
依照本發明的第2光電轉換元件，因為具備電極(具有色料及負載該色料之載體)之光電轉換元件，且該色料含有 具有錨固基且由化學式2所示之化合物，所以能夠提高轉換效率。
又，若是色料含有如化學式2所示之具有環狀或分枝結構之取代基係具有環狀或分枝結構之烷基及具有芳香族環之烷基之任一者之化合物，或是該取代基係苄基或第三丁基之化合物，或是由如化學式2所示之R11、R12、R13及R14所組成群組中之至少1個係具有環狀或分枝結構之取代基之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。又，若是色料含有如化學式2所示之y係3以下之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。
而且，在載體含有氧化鈦及氧化鋅中之至少1種時，能夠得到更高的轉換效率。
依照本發明的第3光電轉換元件，因為具備電極(具有色料及負載該色料之載體)之光電轉換元件，且該色料含有具有錨固基且由化學式3所示之化合物，所以能夠提轉換效率。
又，若是色料含有如化學式3所示之具有環狀之取代基係具有環狀之烷基及具有芳香族環之烷基之任一者之化合物，或是該取代基係苄基之化合物，或是由如化學式3所示之R21、R22、R23及R24所組成群組中之至少1個係具有環狀結構之取代基之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。又，若是色料含有如化學式3所示之q係3以下之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。
而且，在載體含有氧化鋅及氧化鈦中之至少1種時， 能夠得到更高的轉換效率。
以下，參照圖示，詳細地說明用以實施本發明的最佳形態(以下，簡稱為實施形態)。
[第1實施形態]
第1圖係本發明的一個實施形態之光電轉換元件的構成之剖面圖，第2圖摘錄並放大第1圖所示光電轉換元件的主要部分之剖面圖。在第1圖及第2圖所示之光電轉換元件係所謂色料敏化型光電轉換元件的主要部分。該光電轉換元件係使電解質含有體30介於中間而相向地配置有作用電極10及相向電極20而成，作用電極10及相向電極20中至少一方係具有光透射性之電極。
作用電極10係例如具有以下的結構，即在導電性基板11設置有金屬氧化物半導體層12，並將該金屬氧化物半導體層12作為載體用以負載色料14。該作用電極10對於外部電路係作為負極之功能。導電性基板11係例如在絕緣性的基板11A的表面設置導電層11B而成者。
基板11A的材料係可舉出例如玻璃、塑膠、透明聚合物薄膜等的絕緣性材料。透明聚合物薄膜可舉出例如四乙醯纖維素(TAC)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、間規聚苯乙烯(SPS)、聚苯硫醚(PPS)、聚碳酸酯(PC)、聚烯丙酯(PAr)、聚碸(PSF)、聚酯碸(PES)、聚醚醯亞胺(PEI)、環狀聚烯烴或溴化苯氧基等。
導電層11B可舉出例如氧化銦、氧化錫、銦－錫複合氧 化物(ITO)或在氧化錫摻雜氟而成者(FTO：F－SnO2 )等的導電性金屬氧化物薄膜、或金(Au)、銀(Ag)或鉑(Pt)等的金屬薄膜、或由導電性高分子等所形成者等。
又，導電性基板11係例如能夠使用具有導電性的材料並以單層結構的方式構成，此時，導電性基板11的材料可舉出例如氧化銦、氧化錫、銦－錫複合氧化物或在氧化錫摻雜氟而成者等的導電性金屬氧化物薄膜、或金、銀或鉑等的金屬、或導電性高分子等。
金屬氧化物半導體層12係例如由緻密層12A及多孔質層12B所形成。在與導電性基板11的界面形成緻密層12A，該緻密層12A係以緻密且空隙少為佳，以膜狀為更佳。在與電解質含有體30接觸的表面形成多孔質層12B，該多孔質層12B係以空隙多且表面積大的結構為佳，特別是以黏附有多孔質的微粒子之結構為更佳。又，金屬氧化物半導體層12係例如可以膜狀的單層結構的方式形成。
金屬氧化物半導體的材料可舉出例如氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化鈮、氧化銦、氧化鋯、氧化鉭、氧化釩、氧化釔、氧化鋁或氧化鎂等。其中，因為能夠得到高轉換效率，金屬氧化物半導體的材料以含有氧化鈦及氧化鋅中至少1種為佳，以含有氧化鋅為更佳。又，該等金屬氧化物半導體可單獨使用任1種，亦可複合(混合、混晶、固溶體等)使用2種以上。例如亦可組合氧化鋅與氧化錫、氧化鈦與氧化鈮等而使用。
被金屬氧化物半導體層12負載之色料14係含有具有 錨固基且由化學式1所示之化合物(以下簡稱化學式1所示之化合物)。因為含有該化合物，係含有具有立體尺寸較大的環狀或分枝結構的取代基之化合物。因此，能夠抑制在載體表面的結晶化，能夠得到優良的轉換效率。
錨固基係能夠與金屬氧化物半導體層12化學性鍵結之電子吸引性的取代基，亦可被由化學式1所示之R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8所組成的群組中之至少1個包含。該錨固基可舉出例如羧酸基(－COOH)、磷酸基(－PO3 H2 、－PO4 H2 )、磺酸基(－SO3 H)、硼酸基(－B(OH)2 )、或該等的衍生物等。其中，因為能夠得到更高的轉換效率，以羧酸基為佳。又，因為能夠得到更高的效果，錨固基係例如以透過伸烷基等導入化學式1所示之R5及R6中之至少1個為佳。
化學式1所示之具有環狀或分枝結構之取代基，可舉出例如以下的取代基。亦即，具有環狀結構之取代基可舉出例如具有芳香族環之基、或是具有環烷結構之基。具有芳香族環之可舉出例如－C6 H5 (苯基)、或－CH2 －C6 H5 (苄基)、或－CH2 －CH2 －C6 H5 (苯乙基)、在苄基的苯環導入甲基而成的基之－CH2 －C6 H4 －CH3 、具有萘環的基之－CH2 －C10 H7 或是具有聯苯骨架的基之－CH2 －CH6 H4 －C6 H5 等苄基的衍生物。具有環烷結構的基可舉出例如－C4 H7 (環丁基)、具有環丁基結構的基、－C6 H11 (環己基)或具有環己基結構的基等。又，具有分枝結構之取代基可舉出例如－CH(CH3 )2 、－CH2 －CH(CH3 )2 、－CH2 －CH2 －CH(CH3 )2 、－CH2 －CH(CH3 )(C2 H5 )、－C(CH3 )3 、 －CH2 －C(CH3 )3 、－C(CH3 )2 －CH2 －C(CH3 )3 、或－CH2 －CH＝CH(CH3 )2 等。因為能夠得到更高的轉換效率，該具有環狀或分枝結構之取代基係以具有環狀或分枝結構之烷基及具有芳香族環之烷基之任一者為佳，以苄基、苄基的衍生物或第三丁基為更佳。又，因為能夠得到更高的轉換效率，具有環狀或分枝結構之取代基係以作為由化學式1所式之R1、R2、R3及R4所組成群組中之至少1個的方式導入為佳。而且，若是具有環狀或分枝結構之取代基時，當然不必說，未限定於上述的取代基。
化學式1所示之n係以3以下為佳，因為n為4以上時難以得到充分的轉換效率。其中，n以0以上、2以下為佳。藉此，能夠得到更高的轉換效率且敏化波長(顏色變化；color variation)能夠適應從紫色至紅色之寬廣的波長範圍。
該化學式1所示之化合物可舉出例如化學式4~化學式11所示之一系列的化合物等。該等可單獨使用，亦可混合使用複數種。其中，因為能夠得到良好的特性，以化學式4~化學式8所示之化合物為佳。
又，具有錨固劑且由化學式1所示結構之化合物時，當然不必說，未限定於化學式4~化學式11所示之化合物。
又，色料14係除了化學式1所示之化合物以外，亦可 含有其他的色料。其他的色料係以具有能夠與金屬氧化物半導體層12化學性鍵結之電子吸引性的取代基之色料為佳。其他的色料可舉出例如曙紅Y、二溴螢光素、螢光素、若丹明B、五倍子酚、二氯螢光素、紅黴素B(Erythrocin B；Erythrocin係註冊商標)、二氫螢光素、紅汞、花青苷系色料、部花青素雙偶氮系色料、***系色料、蒽醌系色料、多環醌系色料、靛藍系色料、二苯基甲烷系色料、三甲基甲烷系色料、喹啉系色料、二苯甲酮系色料、萘醌系色料，苝系色料、茀酮系色料、方形鎓(squarilium)系色料、甘菊環鎓(azulenium)系色料、紫環酮(perinone)系色料、喹吖酮、無金屬酞菁系色料或無金屬卟啉系色料等的有機色料等。
又，其他的色料亦可舉出例如有機金屬錯合化合物。可舉出例如具有由在芳香族雜環內的氮陰離子與金屬陽離子所形成的之離子性的配位鍵、及在氮原子或硫屬原子與金屬陽離子之間所形成的非離子性配位鍵的雙方之有機金屬錯合化合物；或由氧陰離子或硫陰離子與金屬陽離子所形成的離子性的配位鍵、及在氮原子或硫屬原子與金屬陽離子之間所形成的非離子性配位鍵的雙方之有機金屬錯合化合物等。具體上，可舉出銅酞菁、鈦氧基酞菁等的金屬酞菁系色料、金屬萘酞青系色料、金屬卟啉系色料、及聯二吡啶基釕錯合物、第三吡啶基釕錯合物、雙辛可寧酸(Bicinchoninic acid)釕錯合物、偶氮釕錯合物或喹啉酚釕錯合物等的釕錯合物。
相向電極20係例如在導電性基板21設置導電層20而成。該相向電極20對於外部電路係作為正極之功能。導電性基板21的材料可舉出例如與作用電極10的導電性基板11同樣的材料。導電層22所使用的導電材可舉出例如鉑、金、銀、銅(Cu)、銠(Rh)、釕(Ru)、鋁(Al)、鎂(Mg)、或銦(In)等的金屬、碳(C)、或導電性高分子等。該等導電材可單獨使用，亦可混合使用複數種。又，亦可按照必要例如使用丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、環氧樹脂·纖維素、三聚氰胺樹脂、氟彈性體或聚醯亞胺樹脂等作為黏合劑。又，相向電極20亦可以是例如導電層22的單層結構。
電解質含有體30可舉出例如含有氧化還原電解質者等。氧化還原電解質可舉出例如I－ /I3 － 系、Br－ /Br3 － 系或醌/氫醌系等。此種氧化還原電解質能夠使用例如選自鹵化銫、鹵化四級烷基銨類、鹵化咪唑鎓類、鹵化噻唑鎓類、鹵化唑鎓類、鹵化喹啉鎓類、鹵化吡啶鎓類之1種以上與鹵素單體之組合等。具體上，能夠使用選自碘化銫；或碘化四級烷基銨類之碘化四乙銨、碘化四丙銨、碘化四丁銨、碘化四戊銨、碘化四己銨、碘化四庚銨或碘化三甲銨；或碘化咪唑鎓類之碘化3－甲基咪唑鎓或碘化1－丙基－2,3－二甲基咪唑鎓；或碘化噻唑鎓類之碘化3－乙基－2－甲基－2－噻唑鎓、碘化3－乙基－5－2－羥乙基)－4－甲基噻唑鎓或3－乙基－2－甲基－苯并噻唑鎓；或碘化唑鎓類之3－乙基－2－甲基－唑鎓；或碘化化喹啉鎓類之碘化1－乙基－2－甲基喹啉鎓；或碘化吡啶鎓類之1種以上與鹵素之組合，或者，亦能夠使用 溴化四級烷基銨與溴之組合等。電解質含有體30可以是液體電解質，亦可以是使其含有在高分子物質中而成的固體高分子電解質。液體電解質的溶劑能夠使用對電化學為惰性者，可舉出例如乙腈、碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯等。
又，電解質含有體30係例如亦可以設置固體電解質等固體電荷移動層來代替氧化還原電解質。固體電荷移動層係例如具有與固體中的載體移動導電有密切關係之材料。該材料以電子輸送材料或電洞(hole)輸送材料為佳。
電洞輸入材料以芳香族胺類、三鄰亞苯衍生物類等為佳，可舉出例如低聚噻吩化合物、聚吡咯、聚乙炔或其衍生物、聚(對伸苯基)或其衍生物、聚(對伸苯伸乙烯基)或其衍生物、聚伸噻吩伸乙烯基或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚甲苯胺或其衍生物等的有機導電性高分子等。
又，電洞輸送材料亦可使用例如p型無機化合物半導體。該p型無機化合物半導體之能帶隙(band gap)以2eV以上為佳，而且，以2.5eV以上為更佳。又，從p型無機化合物半導體的電離勢係能夠還原色料的電洞之條件而言，必須比作用電極10的電離勢小。依照所使用的色料，p型無機化合物半導體的電離勢通常以在4.5eV以上、5.5eV以下的範圍內為佳，以在4.7eV以上、5.3eV以下的範圍內為更佳。
p型無機化合物半導體可舉出例如含銅之化合物半導體等。含有1價銅之化合物半導體可舉出例如CuI、 CuSCN、CuInSe2 、Cu(In、Ga)Se2 、CuGaSe2 、Cu2 O、CuS、CuGaS2 、CuInS2 、CuAlSe2 等。此外，p型無機化合物可舉出例如GaP、NiO、CoO、FeO、Bi2 O3 、MoO2 或Cr2 O3 等。
此種固體電荷移動層的形成方法係例如有在作用電極10上直接形成固體電荷移動層之方法，隨後，亦可形成賦予相向電極20。
含有有機導電性高分子之電洞輸送材料係例如能夠藉由真空蒸鍍法、鑄塑法、塗布法、旋轉塗布法、浸漬法、電解聚合法或光電解聚合法等手法來導入至電極內部。無機固體化合物時亦能夠藉由鑄塑法、塗布法、旋轉塗布法、浸漬法或電解聚合法等手法來導入至電極內部。
如此所形成的固體電荷移動層(特別是具有電洞輸送材料者)的一部分係以部分地滲透金屬氧化物半導體層12的多孔質結構的間隙，來直接接觸之形態為佳。
該光電轉換元件係例如能夠如以下所述的方法製造。
首先，例如藉由在導電性基板11之形成有多孔質層11B的面形成金屬氧化物半導體層12，並使金屬氧化物半導體層12負載色料14，來製造作用電極10。在形成該金屬氧化物半導體層12時，藉由使金屬氧化物半導體的粉末分散在金屬氧化物半導體的溶膠液，而成為金屬氧化物漿體，將該金屬氧化物漿體塗布在導電性基板11並乾燥後，進行焙燒。又，金屬氧化物半導體層12係例如能夠藉由電解析出等來形成。將形成有該金屬氧化物半導體層12之導電性基板11，浸漬於在有機溶劑溶解上述色料14而成的 色料溶液，來使其負載色料14。
接著，藉由在導電性基板21的一面形成導電層22，來形成相向電極20。導電層22係例如藉由濺鍍導電材來形成。
接著，將作用電極10之負載色料14的面與相向電極20之形成有導電層22的面保持規定間隔，同時相向地配置。在該作用電極10與相向電極20之間注入電解質含有體30並將整體密封。藉此，完成如第1圖及第2圖所示之光電轉換元件。
該光電轉換元件若使被作用電極10負載之色料14接觸光線(太陽光或與太陽光同等的可見光)時，吸收光線而激發的色料14會將電子注入金屬氧化物半導體層12。藉此，在與相向電極20之間產生電位差，且電流在兩極間流動來進行光電轉換。
依照第1實施形態之光電轉換元件，具備作用電極10，該作用電極10具有：色料14：及負載該色料14之金屬氧化物半導體層12，因為該色料14具有錨固基且含有如化學式1所示之化合物，所以能夠抑制在金屬氧化物半導體層12的表面之色料14的結晶化。藉此，色料14與含有化學式12所示之化合物時比較，能夠提高轉換效率。
又，在色料14含有如化學式1所示之具有環狀或分枝結構之取代基係具有環狀或分枝結構之烷基及具有芳香族環之烷基之任一者之化合物，或是該取代基係苄基、苄基的衍生物或第三丁基之化合物，或是如由化學式1所示之R1、R2、R3及R4所組成群組中之至少1個係具有環狀或分枝結構之取代基之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。
又，若是色料14含有如化學式1所示之R5及R6中之至少1個係具有該錨固基之基之化合物，或是化學式1所示之n係3以下之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。
而且，在載體含有氧化鋅及氧化鈦中之至少1種時，能夠得到更高的轉換效率。
[第2實施形態]
接著，說明第2實施形態，關於與第1實施形態同一構成要素，係賦予相同符號而省略其說明。第2實施形態除了色料係含有錨固基且由化學式2所示之化合物(以下，簡稱化學式2所示之化合物)；及含有錨固基且由化學式3所示之化合物(以下，簡稱化學式3所示之化合物)中至少1種以外，能夠依照與第1實施形態同樣的構成及同一順序來製造。
因為色料14係含有如化學式2所示之化合物或化學式3所示之化合物，係含有具有立體尺寸較大的環狀或分枝結構的取代基之化合物。因此，能夠抑制在載體表面的結晶化，能夠得到優良的轉換效率。
如化學式2所示之化合物所具有的錨固基係與化學式 1所示之化合物所具有的錨固基同樣。該錨固基亦可被由化學式2所示之R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19及R20所組成的群組中之至少1個包含。因為能夠得到更高的轉換效率，以羧酸基為佳。又，因為能夠得到更高的效果，錨固基係例如亦可透過伸烷基等導入化學式2所示之R15及R16中之至少1個，又，亦可透過硫及苯環，而以作為R19或R20的方式導入。
如化學式2所示之具有環狀或分枝結構之取代基，可舉出例如與化學式1所示之具有環狀或分枝結構之取代基同樣者。因為能夠得到更高的轉換效率，該具有環狀或分枝結構之取代基係以具有環狀或分枝結構之烷基及具有芳香族環之烷基的任一者為佳，以苄基、苄基衍生物或第三丁基為佳。又，因為能夠得到更高的轉換效率，具有環狀或分枝結構之取代基，係以導入由如化學式2所示之R11、R12、R13及R14所組成群組中之至少1個為佳。
化學式2所示之R19係氫基(－H)或取代基，R20係氫基或除了鹵素基以外的取代基，R19及R20中至少1個係取代基。亦即化學式2所示之化合物係化學式1所示之化合物的衍生物。具體上，在化學式1，係將連接2個假吲哚骨架之次甲基鏈所具有氫的一部分或全部取代而成之結構。鍵結於該R19之取代基的種類係任意，但是以鄰接的2個R19係互相鍵結而使次甲基鏈成為為環的一部分的方式含有之環狀結構為佳。該使次甲基鏈成為為環的一部分的方式含有之環狀結構可舉出例如化學式13所示之(1)的 環戊烯結構或(2)的環己烯結構等。當然，R19在具有使次甲基鏈成為為環的一部分的方式含有之環狀結構的情況，亦可在該環狀結構更鍵結有取代基。又，R19亦可以是鹵素基，該鹵素基可舉出例如氟基、氯基、溴基或碘基。在R10所鍵結的取代基之種類係任意，可以是與R19同樣地，鄰接的2個R20係互相鍵結而使次甲基鏈成為為環的一部分的方式含有之環狀結構，R20係次甲基鏈成為為環的一部分的方式含有之環狀結構時，亦可在該環狀結構更鍵結取代基。
化學式所示之y係以3以下為佳，因為y為4以上時難以得到充分的轉換效率。其中，y以0以上、2以下為佳。藉此，能夠得到更高的轉換效率且敏化波長(顏色變化；color variation)能夠適應從紫色至紅色之寬廣的波長範圍。
該化學式2所示之化合物可舉出例如化學式14所示之一系列的化合物等。該等可單獨使用，亦可混合使用複數種。其中，因為能夠得到良好的特性，以化學式14(1)所示之化合物為佳。
又，具有錨固基且如化學式2所示結構之化合物時，當然不必說，未限定於化合物14所示之化合物。
如化學式3所示之化合物所具有的錨固基係與化學式1所示之化合物所具有的錨固基同樣。該錨固基亦可被由化學式3所示之R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28及R29所組成的群組中之至少1個包含。因為能夠得 到更高的轉換效率，以羧酸基為佳。又，因為能夠得到更高的效果，錨固基係例如亦可透過伸烷基等導入化學式3所示之R25及R26中之至少1個，
如化學式3所示之具有環狀結構之取代基，因為藉由含有具有立體尺寸較大的環狀結構的取代基，能夠抑制在載體表面的結晶化，因為變更為具有環狀結構之取代基能夠得到比具有分枝結構之取代基時更高的效果。化學式3所示之具有環狀結構之取代基可舉出與化學式1之具有環狀結構之取代基同樣物。該具有環狀結構之取代基，以具有環狀結構之烷基及具有芳香族環之烷基之任一者為佳，以苄基或苄基的衍生物為更佳。又，因為能夠得到更高的轉換效率，具有環狀或分枝結構之取代基係以作為由化學式3所示之R21、R22、R23及R24所組成群組中之至少1個的方式導入為佳。
化學式3所示之R29係氫基或取代基，R30係氫基或鹵素基，R30中至少1個係氟基、氯基、溴基或碘基等的鹵素基。亦即化學式3所示之化合物係與化學式2同樣地係化學式1所示之化合物的衍生物。鍵結於該R29之取代基的種類係任意，但是以鹵素基、或鄰接的2個R29係互相鍵結而使次甲基鏈成為為環的一部分的方式含有之環狀結構為佳。該使次甲基鏈成為為環的一部分的方式含有之環狀結構可舉出例如化學式13所示之結構。當然，R29在具有使次甲基鏈成為為環的一部分的方式含有之環狀結構的情況，亦可在該環狀結構更鍵結取代基。
化學式3所示之q係以1、2或3為佳，因為q為4以上時難以得到充分的轉換效率。其中，q以1或2為佳。藉此，能夠得到更高的轉換效率且敏化波長(顏色變化；color variation)能夠適應從紫色至紅色之寬廣的波長範圍。
該化學式3所示之化合物可舉出例如化學式15所示之化合物等。
又，具有錨固劑且由化學式3所示結構之化合物時，當然不必說，未限定於化學式15所示之化合物。
又，色料14係除了化學式2所示之化合物及化學式3所示之化合物中至少1種以外，亦可含有化學式1所示之化合物，亦可含有其他的色料。在此，其他的色料係與在第1實施形態之其他的色料同樣。
該光電轉換元件若使被作用電極10負載之色料14接觸光線(太陽光或與太陽光同等的可見光)時，吸收光線而激發的色料14會將電子注入金屬氧化物半導體層12。藉 此，在與相向電極20之間產生電位差，且電流在兩極間流動來進行光電轉換。
依照第2實施形態之光電轉換元件，具備作用電極10，該作用電極10具有：色料14；及負載該色料14之金屬氧化物半導體層12，因為該色料14具有錨固基且含有如化學式2所示之化合物，及具有錨固基且含有如化學式3所示之化合物中至少1種，所以能夠抑制在金屬氧化物半導體層12的表面之色料14的結晶化。藉此，色料14與含有化學式12所示之化合物時，或與含有化學式16所示之化合物時比較，能夠提高轉換效率。
又，在色料14含有如化學式2所示之具有環狀或分枝結構之取代基係具有環狀或分枝結構之烷基及具有芳香族環之烷基之任一者之化合物，或是該取代基係苄基或第三丁基之化合物，或是如由化學式2所示之R11、R12、R13及R14所組成群組中之至少1個係具有環狀或分枝結構之取代基之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。
又，若是色料含有如化學式2所示之R15及R16中之至少1個係具有該錨固基之基之化合物，或是化學式2所示之y係3以下之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。
又，在色料14含有如化學式3所示之具有環狀之取代基係具有環狀結構之烷基及具有芳香族環之烷基之任一者之化合物，或是該取代基係苄基之化合物，或是由如化學式3所示之R21、R22、R23及R24所組成群組中之至少1個係具有環狀結構之取代基之化合物時，能夠得到更高的轉換效率。
又，若是色料14含有如化學式3所示之R25及R26中之至少1個係具有該錨固基之基之化合物，或是化學式2所示之q係3以下之化合物時，能夠得到更高的轉換效率
而且，含有氧化鈦及氧化鋅中至少1種作為金屬氧化物半導體的材料時，能夠得到更高的轉換效率。
[實施例]
以下詳細地說明本發明之具體的實施例。
(實施例1－1) 在上述實施形態所說明的光電轉換元件之具體例，係依照以下順序，來製造使用氧化鈦作為金屬氧化物半導體的材料而成的色料敏化型太陽電池，及使用氧化鋅而成的色料敏化型太陽電池。
首先，製造使用氧化鈦的色料敏化型太陽電池之作用電極10。邊攪拌750立方公分之0.1 mol/dm3 硝酸水溶液， 邊添加125立方公分異丙氧基鈦，並在80℃激烈攪拌8小時。將所得到的液體在特夫綸(Teflon；註冊商標)製的壓力容器內使用高壓釜於230℃處理16小時。隨後，藉由攪拌使含有沈澱物之溶膠再懸浮。接著，藉由吸引過濾來除去未再次懸浮的沈澱物，並使用蒸發器將溶膠液濃縮至氧化鈦濃度為11質量%為止。添加1滴Triton X－100(Triton係註冊商標)用以提升對基板的潤濕性。接著，對該氧化鈦溶膠液以整體氧化鈦的含有率為33質量%的方式添加氧化鈦的粉末P－25，並使用利用自轉公轉之離心攪拌進行分散1小時，來調整氧化鈦液，並作為金屬氧化物漿體。
接著，在由縱向2.0公分×橫向1.5公分×厚度1.1毫米的導電性玻璃基板(F－SnO2 )所構成的導電性基板11，以包圍縱向0.5公分×橫向0.5公分的四方形的方式黏貼厚度70微米的護條，並在該部分以成為同樣厚度的方式塗布3立方公分金屬氧化物漿體並乾燥後，將該護條剝下。接著，使用電爐以500℃焙燒該基板，來形成厚度約10微米金屬氧化物半導體層12。將該形成有氧化鈦半導體層作為金屬氧化物半導體層12之導電性基板11浸漬於如化學式4(1)所示之化合物的無水乙醇溶液(3×10－4 mol/dm3 )，來負載色料14。
接著，藉由在由縱向2.0公分×橫向1.5公分×厚度1.1毫米的導電性玻璃基板(F－SnO2 )所構成的導電性基板21的一面，藉由使用濺鍍形成由鉑所構成之100奈米厚度的導電層22，來製造相向電極20。預先在導電性基板21開穿 2個電解質含有體30注入用的孔穴(Φ1毫米)。電解質含有體30係相對於乙腈，以碘化二甲基己基咪唑鎓為0.6 mol/dm3 、碘化鋰為0.1 mol/dm3 、碘為0.05 mol/dm3 及水為1 mol/dm3 的濃度之方式來調製。
接著，將作用電極10之承載色料14的面與相向電極20之形成導電性基板22的面，使用以保持規定間隔之厚度為50微米的間隔物介於中間而貼合。此時，間隔物係以包圍金屬氧化物半導體層12的周圍之方式配置。接著，從相向電極20之預先開穿的孔穴注入調整後的電解質含有體30，來得到色料敏化型太陽電池。
又，除了在金屬氧化物半導體的材料使用氧化鋅作為作用電極10以外，依照與上述同樣的順序，來製造色料敏化型太陽電池。此時，作用電極10係如以下的順序製造。首先，在由縱向2.0公分×橫向1.5公分×厚度1.1毫米的導電性玻璃基板(F－SnO2 )所構成的導電性基板11上，藉由電解析出來形成由氧化鋅所構成的金屬氧化物半導體層12。電解析出係使用以相對於水，曙紅Y為30μmol/dm3 、氯化鋅為5mmol/dm3 、氯化鉀為0.09 mol/dm3 的濃度之方式所調製的電解浴液40毫升、由鋅板所構成的對電極、及由銀/氯化銀電極所構成的參照電極。首先，使用氧氣使該電解浴起泡15分鐘後，使溫度為70℃，並邊使電位－1.0V的定電位電解起泡，邊在導電性基板11表面製膜。未使該基板乾燥並將其浸漬於氫氧化鉀水溶液(pH11)，隨後藉由水洗來使曙紅Y解吸。接著，藉由在150℃使其乾燥30分鐘來 形成金屬氧化物半導體層12。接著，浸漬於5 mmol/dm3 之化學式4(1)所示化合物的無水乙醇溶液，藉由使其負載色料14來製造作用電極10。
(實施例1－2~1－17) 除了色料係使用化學式(2)(實施例1－2)、化學式4(3)(實施例1－3)、化學式4(4)(實施例1－4)、化學式5(1)(實施例1－5)、化學式5(2)(實施例1－6)、化學式5(3)(實施例1－7)、化學式5(4)(實施例1－8)、化學式6(1)(實施例1－9)、化學式6(2)(實施例1－10)、化學式6(3)(實施例1－11)、化學式7(1)(實施例1－12)、化學式7(2)(實施例1－13)、化學式7(3)(實施例1－14)、化學式8(1)(實施例1－15)、化學式8(2)(實施例1－16)或化學式8(3)(實施例1－17)所示之化合物來代替化學式4(1)所示之化合物以外，經由與實施例1－1同樣的順序。
(比較例1－2~1－17) 除了色料係使用化學式12(1)(比較例1－1)或化學式12(2)(比較例1－2)所示之化合物來代替化學式4(1)所示之化合物以外，經由與實施例1－1同樣的順序。
該等實施例1－1~1－17及比較例1－1及1－2的色料敏化型太陽電池調查轉換效率時，得到如表1的結果。
轉換效率係將AM1.5(1000W/m2 )的太陽光模擬器使用於光源，並依照以下的計算方式來求取。首先，使用電源電錶(source meter)掃描色料敏化型太陽電池來測定響應電流。藉此，將電壓與電流的積之最大輸出功率除以每1 平方公分的光強度所得到值乘以100而得到的百分比表示值作為轉換效率(η：%)。亦即，轉換效率係以(最大輸出功率/1平方公分的光強度)×100表示。
如表1所示，色料14係含有化學式4~化學式8所示化合物之實施例1－1~1~17，轉換效率比未含有該等化合物之比較例1－1及1－2高。亦即，確認色料14藉由含有具有環狀或分枝結構的取代基之化學式4~化學式8所示化合物，與含有具有直鏈狀的取代基之化學式12時(比較例1－1及1－2)比較時，能夠提升轉換效率。
在此，著眼於錨固基時，係以具有羧酸基作為錨固基之實施例1－1、1－2、1－4、1－9~1－17，其轉換效率比具有磷酸基、磺酸基、硼酸基之實施例1－3、1－5、1－8高。又，從比較實施例1－1與實施例1－2，確認錨固基被包含於化學式1所示之R5或R6時，能夠得到較高的轉換效率。
又，著眼於具有環狀或分枝結構的取代基之結構時，從比較實施例1－1~1－17，確認具有環狀或分枝結構之取代基係具有環狀或分枝結構之烷基及具有芳香族環之烷基時，能夠得到高轉換效率，其中，若是第三丁基、苄基或苄基的衍生物時，能夠得到更高的轉換效率。又，確認該取代基被導入的位置係以作為化學式1所式之R1、R2、R3及R4所組成群組中之至少1個的方式導入時，能夠得到更高的轉換效率。而且，從實施例1－9~1－11的比較，及實施例1－12~1－17的比較，即便具有萘環之基或是具有聯苯結構之基的情況，亦能夠得到與具有苄基時幾乎同等的轉換效率，且具有苄基的數目越多，顯示能夠得到更高的轉換效率之傾向。
又，著眼於化學式1所示之n時，轉換效率係n＝0之 實施例1－4時為2.5~3.4%，n＝1之實施例1－5~1－7及1－9~1－11時為0.7~5.9%，n＝2之實施例1－1~1－3及1－12~1－17時為0.6~3.4%，n＝3之實施例1－8時為0.2~0.4%。亦即，能夠得到充分的轉換效率之n的範圍為0以上、3以下，其中，確認0以上、2以下時能夠得到優良的轉換效率。特別是錨固基為羧酸基時，確認能夠得到比n為1時更優良的轉換效率。
而且，著眼於金屬氧化物半導體時，在實施例1－1~1－17，使用氧化鋅時其轉換效率比使用氧化鈦時高。
由此，能夠確認色料14藉由含有具有錨固基且化學式1所示之化合物，能夠提高轉換效率。此時，確認藉由使具有化學式1所示之環狀或分枝結構之取代基係具有環狀或分枝結構之烷基及具有芳香族環之烷基之任一者，能夠得到高轉換效率，其中，以使用第三丁基、苄基或苄基的衍生物，能夠得到更高的轉換效率。又，確認將化學式1所式之由R1、R2、R3及R4所組成群組中之至少1個，作為具有環狀或分枝結構之取代基，能夠得到更高的轉換效率。又，確認使錨固基為羧酸基時能夠得到高轉換效率，且藉由使R5及R6中至少1個為具有錨固基之基，能夠得到高轉換效率，而且，確認化學式1所示之n為0以上、3以下為佳，其中，0以上、2以下時能夠得到更高的轉換效率。又，確認金屬氧化物半導體的材料以氧化鈦及氧化鋅中至少1種為更佳，特別是藉由使用氧化鋅，能夠得到更高的轉換效率。
(實施例2－1、2－2) 除了色料係使用具有錨固基且化學式2所示之化合物之化學式14(1)所示之化合物(實施例2－1)、或是具有錨固基且化學式3所示之化合物之化學式15所示之化合物(實施例2－2)來代替化學式4(1)所示之化合物以外，經由與實施例1－1同樣的順序。
(比較例2) 除了色料係使用化學式16所示之化合物來代替化學式15所示之化合物以外，經由與實施例2－2同樣的順序。
對該實施例2－1、2－2及比較例2之色料敏化型太陽電池，與實施例1－1同樣地進行調查轉換效率時，得到如表2所示之結果。又，表2係一併顯示比較例1－1、1－2的結果。
如表2所示，色料係使用化學式2所示之化合物時，亦能夠得到與表1所示的結果同樣的結果。亦即，色料14 係含有化學式14(1)所示化合物之實施例2－1，其轉換效率比未含有該化合物之比較例1－1、1－2及比較例2高。
又，雖然在本實施例未顯示，確認藉由使化學式2由所示之R11~R14所組成群組中至少一個，係第三丁基或苄基，能夠得到比以其他具有環狀或分枝結構之取代基更高的轉換效率。又，確認藉由使錨固基為羧酸基，能夠提高轉換效率，且藉由使R15及R16中至少一個為具有錨固基之基，能夠得到更高的轉換效率。而且，確認化學式2所示之y為0以上、3以下為佳，其中，0以上、2以下時能夠得到更高的轉換效率。
由此，確認色料敏化型太陽電池藉由色料14含有具有錨固基且由含有由化學式2所示之化合物，能夠提高轉換效率。特別是藉由使用氧化鋅作為作用電極10的金屬氧化物半導體的材料，能夠得到更高的轉換效率。
又，色料14係使用化學式3所示之化合物時，亦能夠得到與表1所示的結果同樣的結果。亦即，色料14係含有化學式15所示化合物之實施例2－2，其轉換效率比未含有該化合物之比較例1－1、1－2及比較例2高。從該結果，化學式3所示之化合物時，R30係具有鹵素基，且R29係形成環狀結構，且具有使次甲基鏈成為為環的一部分的方式含有之環狀結構時，具有環狀結構之取代基比具有分枝結構之取代基，更能夠有效地抑制色料14在載體表面之結晶化。
而且，雖然在本實施例未顯示，確認藉由使由化學式 3所示之R21~R24所組成群組中至少一個係苄基，能夠得到比以其他具有環狀之取代基更高的轉換效率。又，確認藉由使錨固基為羧酸基，能夠提高轉換效率，且藉由使R25及R26中至少一個為具有錨固基之基，能夠得到更高的轉換效率。而且，亦確認化學式3所示之q為1以上、3以下為佳，其中，1或2時能夠得到更高的轉換效率。
由此，確認色料敏化型太陽電池藉由色料14含有具有錨固基且由含有由化學式3所示之化合物，能夠提高轉換效率。特別是藉由使用氧化鋅作為作用電極10的金屬氧化物半導體的材料，能夠得到更高的轉換效率。
以上，舉出實施形態及實施例來說明了本發明，但是本發明未限定於此等上述的實施形態及實施例所說明的態樣，而能夠有各種的變形。例如，本發明的光電轉換元件的使用用途未必係已說明的用途，亦能夠是其他的用途。其他的用途可舉出例如光敏化器等。
10‧‧‧作用電極
11‧‧‧導電性基板
11A‧‧‧基板
11B‧‧‧導電層
12‧‧‧金屬氧化物半導體層
12A‧‧‧緻密層
12B‧‧‧多孔質層
14‧‧‧色料
20‧‧‧相向電極
21‧‧‧導電性基板
22‧‧‧導電層
30‧‧‧電解質含有體
第1圖係本發明的一個實施形態之光電轉換元件的構成之剖面圖。
第2圖摘錄並放大第1圖所示光電轉換元件的主要部分之剖面圖。
10‧‧‧作用電極
11‧‧‧導電性基板
11A‧‧‧基板
11B‧‧‧導電層
12‧‧‧金屬氧化物半導體層
20‧‧‧相向電極
21‧‧‧導電性基板
22‧‧‧導電層
30‧‧‧電解質含有體

Claims (18)

  1. 一種光電轉換元件，其係具備具有色料及負載該色料之載體的電極之光電轉換元件，其特徵為該色料含有具有錨固基(anchoring group)且由化學式1所示之化合物， (R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8係取代基，環A及環B係苯環或萘環，其中，由R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8所組成的群組中之至少1個係具有環狀或分枝結構之取代基，m及n係0以上的整數，該具有環狀或分枝結構之取代基係苄基、苄基衍生物或第三丁基)。
  2. 如申請專利範圍第1項之光電轉換元件，其中由該化學式1所示之R1、R2、R3及R4所組成的群組中之至少1個係具有該環狀或分枝結構之取代基，且取代基係苄基、苄基衍生物或第三丁基。
  3. 如申請專利範圍第1項之光電轉換元件，其中該錨固基係羧酸基。
  4. 如申請專利範圍第1項之光電轉換元件，其中該化學式1所示之R5及R6中之至少1個係具有該錨固基之基。
  5. 如申請專利範圍第1項之光電轉換元件，其中該化學式1所示之n係3以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之光電轉換元件，其中該載體係含有氧化鋅及氧化鈦中之至少1種。
  7. 一種光電轉換元件，其係具備具有色料及負載該色料之載體的電極之光電轉換元件，其特徵為該色料含有具有錨固基且由化學式2所示之化合物， (R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及R18係取代基，環C及環D係苯環或萘環。其中，由R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及R18所組成的群組中之至少1個係具有環狀或分枝結構之取代基，該具有環狀或分枝結構之取代基係苄基、或第三丁基，R19係氫基或取代基，亦可互相鍵結而形成環狀結構，R20係氫基或除了鹵素基以外之取代基，其中R19及R20中之至少1個係取代基，x及y係0以上的整數)。
  8. 如申請專利範圍第7項之光電轉換元件，其中該由化學式2所示之R11、R12、R13及R14所組成的群組中之至少1個係具有該環狀或分枝結構之取代基，且取代基係苄基、或第三丁基。
  9. 如申請專利範圍第7項之光電轉換元件，其中該錨固基係羧酸基。
  10. 如申請專利範圍第7項之光電轉換元件，其中該化學式2所示之R15及R16中之至少1個係具有該錨固基之基。
  11. 如申請專利範圍第7項之光電轉換元件，其中該化學式2所示之y係3以下。
  12. 如申請專利範圍第7項之光電轉換元件，其中該載體係含有氧化鋅及氧化鈦中之至少1種。
  13. 一種光電轉換元件，其係具備具有色料及負載該色料之載體的電極之光電轉換元件，其特徵為該色料含有具有錨固基且由化學式3所示之化合物， (R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27及R28係取代基，環E及環F係苯環或萘環，其中，由R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27及R28所組成的群組中之至少1個係具有環狀結構之取代基，該具有環狀結構之取代基係苄基，R29係氫基或取代基，亦可互相鍵結而形成環狀結構，R30係氫基或鹵素基，其中R30中之至少1個係鹵素基，p係0以上的整數，q係1以上的整數)。
  14. 如申請專利範圍第13項之光電轉換元件，其中由該化學式3所示之R21、R22、R23及R24所組成的群組中之至少1個係具有該環狀結構之取代基，且取代基係苄基。
  15. 如申請專利範圍第13項之光電轉換元件，其中該錨固基係羧酸基。
  16. 如申請專利範圍第13項之光電轉換元件，其中由該化學式3所示之R25及R26中之至少1個係具有該錨固基之基。
  17. 如申請專利範圍第13項之光電轉換元件，其中該化學式3所示之q係3以下。
  18. 如申請專利範圍第13項之光電轉換元件，其中該載體係含有氧化鋅及氧化鈦中之至少1種。
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