光电转换元件模块及其制造方法技术

本发明专利技术提供能够发挥充分的发电性能的光电转换元件模块和该光电转换元件模块的制造方法。上述光电转换元件模块的特征在于，是2个以上光电转换元件电连接而成的光电转换元件模块，上述光电转换元件是按基板、第一电极、含有半导体和敏化色素的光电转换层、具有导电性高分子的空穴输送层以及第二电极的顺序层叠而成的，上述空穴输送层是在氧化剂存在下将上述光电转换层与导电性高分子前体接触后对上述敏化色素照射光从而将上述导电性高分子前体聚合而形成的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及。
技术介绍
近年来，作为解决地球溫暖化问题的手段，不使用化石燃料而使用作为可再生能 源之一的太阳能的太阳光发电技术受到关注。该太阳光发电技术中，色素敏化型太阳能电 池W与叶绿素色素进行的光诱导电子转移相同的机理发电，因此作为担负廉价且高性能的 屋顶式的下一代的太阳能电池之一而备受瞩目。 运样的色素敏化型太阳能电池的一般的构成是基板、第一电极、担载有敏化色素 的半导体层（光电转换层）、空穴输送层、W及第二电极依次层叠的构成。例如，作为色素敏 化型太阳能电池的技术，可举出国际公开第2005/078853号。该国际公开第2005/078853 号中，公开了将在被覆渗氣氧化锡的透明导电性玻璃板上担载有销的第二电极作为电解用 对置电极，在该电极面的中屯、部分留出规定大小的销部，将其余部分用酷亚胺系树脂胶带 掩蔽后，浸溃于含有苯胺、氣棚酸的酸性水溶液中，W规定的电流密度通电，由此在对置电 极上形成苯胺电解聚合膜的光电转换元件及其制造方法，W及该苯胺电解聚合膜含浸液态 电解质的光电转换元件及其制造方法。 另外，像上述国际公开第2005/078853号那样使用电解液时，可能发生电解液的 泄漏、枯竭，因此有使用固体电解质作为空穴输送层的技术。作为该技术的一个例子的日本 特开2003 - 142168号公报中，公开了将作为光电转换层的介孔二氧化铁多孔层浸溃在溶 解有化咯和LiCl〇4的乙腊溶液中，使保持电压为250mV、对电极为销、参比电极为Ag/Ag%进 行光照射，保持电压直到聚合电荷量达到规定值的技术；W及在上述光电转换层表面形成 有作为空穴输送层的聚化咯层的光电转换元件及其制造方法。 另一方面，实际使用色素敏化型太阳能电池的情况下，一般为组合多个上述构成 的太阳能电池而成的模块单位（例如，参照日本特开2013 - 12366号公报）。
技术实现思路
上述色素敏化型太阳能电池中的空穴输送层在国际公开第2005/078853号中通 过电解聚合而形成，在日本特开2003 - 142168号公报中W光电解聚合（光电化学的氧化 聚合）形成。通常电解聚合法是作为合成导电性高分子的方法之一而被广泛采用的方法， 是在溶解单体和支持电解质而成的溶液中浸泡电极对并施加电压，单体在电极表面被氧化 或者还原，从而形成聚合物的方法。运时，通过电化学渗杂能够在电极上获取溶液中的抗衡 离子（対向^才シ），因此可进行pn控制，从该观点考虑，在色素敏化型太阳能电池的领域， 空穴输送层的形成方法采用电解聚合。 然而，利用光电解聚合等电解聚合形成空穴输送层，不但聚合花费时间，聚合量也 少。像上述专利文献1那样，在作为对置电极的第二电极上将成为空穴输送层的基材的苯 胺膜电解聚合后，粘贴含有色素的半导体膜和带透明导电膜的基板的方法，存在无法充分 用苯胺膜被覆色素的问题。另外，像上述日本特开2003 - 142168号公报那样，在光电转换 层直接形成聚化咯层的方法中，存在单体溶液很难完全渗透到作为光电转换层的介孔内， 无法形成覆盖色素的足够量的聚化咯层的问题。[000引另外，利用光电解聚合等电解聚合形成空穴输送层时，需要像上述那样施加电压， 但像日本特开2003 - 142168号公报那样，在光电转换层直接形成聚化咯层的方法中，为了 不使色素氧化（劣化）需要在低的电压下进行聚合。然而，如果在低的电位下进行构成空 穴输送层的高分子的聚合，则在该高分子的析出的同时引起电压下降，因此存在无法对电 极表面施加足够使单体氧化?还原的电位，难W在色素周围生成足够量的高分子的问题。 另外，光电解聚合中，需要像运样在更低的电位下进行聚合，因此也存在聚合耗费 时间，生产率低的问题。而且，考虑光电转换元件的大面积化时，因为FTO等电极本身的电 阻高，所W在光电解聚合中难W均匀施加电位，难W在光电转换元件整体均匀形成空穴输 送层，因此还存在光电转换元件的光耐久性低的问题。 另外，上述日本特开2013 - 12366号公报所记载的实际使用中的模块形态的太阳 能电池为了得到高的光电转换效率，要求减少各光电转换元件的连接部分、即对发电没有 贡献的部分的面积。因此，需要各光电转换元件的大面积化，但通过光电解聚合形成空穴输 送层时，因为上述理由而难W实现光电转换元件的大面积化，因此存在无法制作具有高的 光电转换效率的模块的问题。 因此，为了改善上述问题，本专利技术人等的目的在于提供即便是色素敏化型太阳能 电池的模块形态也能够发挥充分的发电性能的光电转换元件模块W及该光电转换元件模 块的制造方法。 本申请专利技术人等W前为了提高光电转换元件的耐久性，进行了深入研究，结果发 现通过在氧化剂存在下将光电转换层与导电性高分子前体接触后，对敏化色素照射光来进 行空穴输送层形成时的导电性高分子前体的聚合，从而形成均匀的空穴输送层，由此能够 提高光电转换元件的耐久性。并且，本申请专利技术人等进行了提高发电性能的深入研究，结果 发现将2个W上上述光电转换元件电连接而成的模块能够发挥优异的发电性能，从而完成 了本专利技术。目P，本专利技术通过光电转换元件模块能够实现上述目的，该光电转换元件模块的特 征在于，是2个W上光电转换元件电连接而成的光电转换模块，该光电转换元件是按基板、 第一电极、含有半导体和敏化色素的光电转换层、具有导电性高分子的空穴输送层、W及第 二电极的顺序层叠而成的， 上述空穴输送层是通过在氧化剂存在下将上述光电转换层与导电性高分子前体 接触后，对上述敏化色素照射光从而将上述导电性高分子前体聚合而形成的。【附图说明】 图1是表示本申请专利技术的光电转换元件模块的一个例子的截面示意图。图1中， 10表示光电转换元件；20表示基板；30表示第一电极；31表示端部（与第二电极的连接部 分）；40表示缓冲层；50表示光电转换层；60表示空穴输送层；70表示第二电极；71表示端 部（与第一电极的连接部分）；8表不光；100表不光电转换元件模块；X表不第一电极间的 距离。【具体实施方式】 W下，对本专利技术的优选方式进行说明。 本专利技术第一设及光电转换元件，其特征在于，是2个W上光电转换元件电连接而 成的光电转换模块，该光电转换元件是按基板、第一电极、含有半导体和敏化色素的光电转 换层、具有导电性高分子的空穴输送层、W及第二电极的顺序层叠而成的，上述空穴输送层 是通过在氧化剂存在下将上述光电转换层与导电性高分子前体接触后，对上述敏化色素照 射光从而将上述导电性高分子前体聚合而形成的。通过采用上述构成，本专利技术的光电转换 元件模块是通过使含有导电性高分子前体和氧化剂的溶液与光电转换层接触后利用光化 学聚合而形成空穴输送层的，因此与W往的利用（光）电解聚合形成的空穴输送层相比具 备均匀的空穴输送层，能够制作发电性能高的元件。 如上所述，W往，虽然利用光电解聚合等电解聚合形成空穴输送层，但难W得到均 匀的聚合膜，光电转换元件的光耐久性存在问题。另外，W往还已知使用氧化剂和光敏剂的 氧化聚合性单体的光化学聚合（例如，日本特开平1 - 123228号公报、日本特开2009 -16582号公报）。然而，在其聚合法中，因为氧化剂相对于单体的摩尔比小，反应性差，所W 很难形成光电转换元件、特别是色素敏化太阳能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换元件模块，其特征在于，是2个以上光电转换元件电连接而成的光电转换元件模块，所述光电转换元件是按基板、第一电极、含有半导体和敏化色素的光电转换层、具有导电性高分子的空穴输送层以及第二电极的顺序层叠而成的，所述空穴输送层是在氧化剂存在下将所述光电转换层与导电性高分子前体接触后，对所述敏化色素照射光，由此将所述导电性高分子前体聚合而形成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川贵之，矶部和也，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP