染料敏化光电转换元件制造技术

本发明专利技术公开了具备至少一个染料敏化光电转换单元的染料敏化光电转换元件。染料敏化光电转换单元具备：第1电极、与第1电极对置的第2电极、设置于第1电极上的氧化物半导体层、以及设置于第1电极和第2电极之间的电解质。第2电极具备：环状部、与环状部相比更接近于氧化物半导体层的接近部、以及连接环状部和接近部的环状的连接部，氧化物半导体层具有：在第1电极上与第2电极的接近部对置的内侧部分、以及设置于内侧部分的周围且与第2电极的连接部对置的环状的外侧部分。在氧化物半导体层的厚度方向观察外侧部分的情况下，外侧部分具有互相间隔的多条线状部和连结多条线状部中2条条线状部彼此的角部，外侧部分的角部的厚度大于外侧部分的线状部的厚度，外侧部分的线状部的厚度大于内侧部分的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】染料敏化光电转换元件
本专利技术涉及染料敏化光电转换元件。
技术介绍
染料敏化光电转换元件是由瑞士的Graetzel等人开发的，具有光电转换效率高且制造成本低等优点，因此是受到瞩目的新一代光电转换元件。染料敏化光电转换元件通常具备至少一个染料敏化光电转换单元，染料敏化光电转换单元具备：第1电极、与第1电极对置的第2电极、设置于第1电极上的氧化物半导体层、设置于第1电极和第2电极之间的电解质、以及接合第1电极和第2电极的环状的密封部。在这样的染料敏化光电转换元件的染料敏化光电转换单元中，为了确保其耐久性，必须使密封部的厚度足够厚。另一方面，将在第1电极上介由密封部而对置的第2电极向氧化物半导体层侧弯曲，使氧化物半导体层与第2电极的距离接近，从而可以在抑制所用的氧化物半导体的量的同时得到更高的短路电流密度，能够提高光电转换特性(例如参照下述专利文献1)。这样的染料敏化光电转换单元的结构可以通过在减压下进行密封或者一边用弯曲成凸形的板将第2电极向氧化物半导体层侧按压一边进行密封而容易地实现。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-222428号公报
技术实现思路
然而，上述专利文献1中记载的染料敏化光电转换元件具有以下所示的课题。即，在上述专利文献1中记载的染料敏化光电转换元件中，第2电极中密封部附近的部分因密封部成为阻碍而无法与氧化物半导体层充分接近。特别是在第2电极中密封部的角部附近，密封部处于弯曲的状态，因此第2电极向氧化物半导体层侧弯曲并且成为更大的障碍，因此第2电极中密封部的角部附近的部分尤其无法充分与氧化物半导体层接近。因此，上述专利文献1中记载的染料敏化光电转换元件无法充分得到高的短路电流密度，在提高光电转换特性方面具有改善的余地。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够提高光电转换特性的染料敏化光电转换元件。本专利技术的专利技术人等为了解决上述课题而反复进行深入研究，其结果发现，通过以下专利技术能够解决上述课题。即，本专利技术是一种染料敏化光电转换元件，其具备至少一个染料敏化光电转换单元，上述染料敏化光电转换单元具备：第1电极、与上述第1电极对置的第2电极、设置于上述第1电极上的氧化物半导体层、以及设置于上述第1电极与上述第2电极之间的电解质，上述第2电极具备：环状部、与上述环状部相比更接近于上述氧化物半导体层的接近部、以及连接上述环状部和上述接近部的环状的连接部，上述氧化物半导体层具有：在上述第1电极上与上述第2电极的上述接近部对置的内侧部分、以及设置于上述内侧部分的周围且与上述第2电极的上述连接部对置的环状的外侧部分，在上述氧化物半导体层的厚度方向观察上述外侧部分的情况下，上述外侧部分具有：互相间隔的多条线状部、以及连结上述多条线状部中邻接的2条条线状部彼此的角部，上述外侧部分的上述角部的厚度大于上述外侧部分的上述线状部的厚度，上述外侧部分的上述线状部的厚度大于上述内侧部分的厚度。根据本专利技术的染料敏化光电转换元件，在染料敏化光电转换单元中，氧化物半导体层的外侧部分的角部的厚度大于外侧部分的线状部的厚度，外侧部分的线状部的厚度大于内侧部分的厚度。因此，不仅能够减小氧化物半导体层的内侧部分与第2电极的接近部之间的距离，还能够减小氧化物半导体层的外侧部分的角部与第2电极的连接部之间的距离、以及氧化物半导体层的外侧部分的线状部与第2电极的连接部之间的距离。因此，能够增加染料敏化光电转换单元中的短路电流密度，且能够提高染料敏化光电转换元件的光电转换特性。在上述染料敏化光电转换元件中，上述外侧部分的上述线状部的厚度相对于上述内侧部分的厚度之比优选为1.1以上。该情况下，与外侧部分的线状部的厚度与内侧部分的厚度之比小于1.1的情况相比，可得到能够进一步提高光电转换特性的优点。在上述染料敏化光电转换元件中，上述外侧部分的上述线状部的厚度相对于上述内侧部分的厚度之比优选为1.7以下。该情况下，与外侧部分的上述线状部的厚度相对于内侧部分的厚度之比大于1.7的情况相比，在第1电极与第2电极之间的距离缩短的情况下，可充分抑制通过第2电极对线状部施加应力，氧化物半导体层不易发生破损。在上述染料敏化光电转换元件中，上述外侧部分的上述角部的厚度相对于上述外侧部分的上述线状部的厚度之比优选为1.1以上。该情况下，与外侧部分的角部的厚度相对于外侧部分的线状部的厚度之比小于1.1的情况相比，能够进一步提高光电转换特性。在上述染料敏化光电转换元件中，上述外侧部分的上述角部的厚度相对于上述外侧部分的上述线状部的厚度之比为优选1.7以下。该情况下，与外侧部分的角部的厚度相对于外侧部分的线状部的厚度之比大于1.7的情况相比，在第1电极与第2电极之间的距离缩短的情况下，可充分抑制通过第2电极对角部施加应力，氧化物半导体层不易发生破损。上述染料敏化光电转换元件中，在其厚度方向观察上述氧化物半导体层的情况下，优选上述角部通过将在使上述2条线状部延长而交叉而成的交叉部中与上述内侧部分为相反侧的部分切下而形成。该情况下，在其厚度方向观察氧化物半导体层的情况下，与角部通过不切下使2条线状部延长而交叉而成的交叉部中与内侧部分为相反侧的部分而形成的情况相比，氧化物半导体层的角部难以从第1电极剥离，能够提高具备染料敏化光电转换单元的染料敏化光电转换元件的耐久性。在上述染料敏化光电转换元件中，优选上述染料敏化光电转换单元进一步具备接合上述第1电极和上述第2电极的上述环状部的环状的密封部，上述密封部与上述氧化物半导体层有间隔。由于上述染料敏化光电转换元件能够提高光电转换特性，因此在染料敏化光电转换单元中能够充分确保第1电极与第2电极的环状部之间的距离，即，密封部的厚度，且能够提高耐久性。上述染料敏化光电转换元件在如下情况下特别有用：上述密封部以包围上述氧化物半导体层的方式配置，在上述氧化物半导体层的厚度方向观察上述密封部的情况下，上述密封部具有：沿着上述氧化物半导体层的上述外侧部分而设置的多条第2线状部、以及使上述多条第2线状部中邻接的2条第2线状部彼此连结的第2角部，上述密封部的上述第2角部配置在相对于上述外侧部分的角部为与上述内侧部分相反的一侧。在上述染料敏化光电转换元件中，上述角部的厚度相对于上述内侧部分的厚度之比优选为2以下。根据本专利技术的染料敏化光电转换元件，与角部的厚度相对于内侧部分的厚度之比大于2的情况相比，能够进一步提高光电转换特性。在上述染料敏化光电转换元件中，上述角部的厚度相对于上述内侧部分的厚度之比优选为1.2以上。该情况下，与角部的厚度相对于内侧部分的厚度之比小于1.2的情况相比，能够进一步提高染料敏化光电转换元件的光电转换效率。应予说明，本专利技术中，“氧化物半导体层的厚度方向”是指与第1电极和氧化物半导体层的界面垂直的方向。另外，本专利技术中，“外侧部分的角部的厚度”和“外侧部分的线状部的厚度”是指在从其厚度方向观察氧化物半导体层的情况下，距离氧化物半导体层的周缘部1mm的位置的厚度。另外，本专利技术中，“内侧部分的厚度”是指内侧部分的平均厚度，该平均厚度是指内侧部分的中心的厚度、以及位于该中心与外侧部分的中间的5点以上的厚度的平均值。另外，“内侧部分的厚度”、“外侧部分的角部的厚度”以及“外侧部分的线状部的厚度”中的“厚度”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种染料敏化光电转换元件，其具备至少一个染料敏化光电转换单元，所述染料敏化光电转换单元具备：第1电极、与所述第1电极对置的第2电极、设置于所述第1电极上的氧化物半导体层、以及设置于所述第1电极与所述第2电极之间的电解质，所述第2电极具备：环状部、与所述环状部相比更接近于所述氧化物半导体层的接近部、以及连接所述环状部和所述接近部的环状的连接部，所述氧化物半导体层具有：内侧部分，其在所述第1电极上与所述第2电极的所述接近部对置，以及环状的外侧部分，其设置于所述内侧部分的周围且与所述第2电极的所述连接部对置，在所述氧化物半导体层的厚度方向观察所述外侧部分的情况下，所述外侧部分具有：互相间隔的多条线状部、以及连结所述多条线状部中邻接的2条线状部彼此的角部，所述外侧部分的所述角部的厚度大于所述外侧部分的所述线状部的厚度，所述外侧部分的所述线状部的厚度大于所述内侧部分的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.19 JP 2014-2342311.一种染料敏化光电转换元件，其具备至少一个染料敏化光电转换单元，所述染料敏化光电转换单元具备：第1电极、与所述第1电极对置的第2电极、设置于所述第1电极上的氧化物半导体层、以及设置于所述第1电极与所述第2电极之间的电解质，所述第2电极具备：环状部、与所述环状部相比更接近于所述氧化物半导体层的接近部、以及连接所述环状部和所述接近部的环状的连接部，所述氧化物半导体层具有：内侧部分，其在所述第1电极上与所述第2电极的所述接近部对置，以及环状的外侧部分，其设置于所述内侧部分的周围且与所述第2电极的所述连接部对置，在所述氧化物半导体层的厚度方向观察所述外侧部分的情况下，所述外侧部分具有：互相间隔的多条线状部、以及连结所述多条线状部中邻接的2条线状部彼此的角部，所述外侧部分的所述角部的厚度大于所述外侧部分的所述线状部的厚度，所述外侧部分的所述线状部的厚度大于所述内侧部分的厚度。2.根据权利要求1所述的染料敏化光电转换元件，其中，所述外侧部分的所述线状部的厚度与所述内侧部分的厚度之比为1.1以上。3.根据权利要求1所述的染料敏化光电转换元件，其中，所述外侧部分的所述线状部的厚度与所述内侧部分的厚度之比为1.7以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的染料敏化光电转换元件，其中，所述外侧部分的所述角部的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜亦健治，西胁功，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：日本,JP