染料敏化太阳能电池制造技术

染料敏化太阳能电池，其包含：透明导电膜基板；第一电极，所述第一电极被提供有电子传输化合物层，所述电子传输化合物层由各个均用敏化染料涂布的纳米颗粒构成；电荷转移层；空穴传输层；和第二电极，其中第一电极、电荷转移层、空穴传输层和第二电极以此顺序在透明导电膜基板上提供，和其中电荷转移层包含金属络合物盐，并且空穴传输层包含聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】染料敏化太阳能电池，其包含：透明导电膜基板；第一电极，所述第一电极被提供有电子传输化合物层，所述电子传输化合物层由各个均用敏化染料涂布的纳米颗粒构成；电荷转移层；空穴传输层；和第二电极，其中第一电极、电荷转移层、空穴传输层和第二电极以此顺序在透明导电膜基板上提供，和其中电荷转移层包含金属络合物盐，并且空穴传输层包含聚合物。【专利说明】染料敏化太阳能电池
本专利技术设及染料敏化太阳能电池。
技术介绍
最近，作为化石燃料的替代能源和全球变暖的对策，太阳能电池的重要性已经增 加。但是，W娃太阳能电池代表的当前的太阳能电池目前是昂贵的，并且运个高成本是阻止 太阳能电池普及的因素。 因此，各种低成本太阳能电池的研究与开发已经被实施。它们当中，对染料敏化太 阳能电池应用于实际应用具有高期望值，所述染料敏化太阳能电池已被来自洛桑联邦理工 学院化cole polytechnique Federale de Lausanne)的Graetzel等报道（参见，例如，口化 1和NPL 1和2)。该太阳能电池的结构包含提供于透明导电玻璃基板上的多孔金属氧化物半 导体、吸附在其表面上的染料、具有氧化还原偶(redox couple)的电解质、和对电极。通过 使得金属氧化物半导体电极(如氧化铁)多孔，从而增加其表面积，并且吸附作为染料的钉 络合物的每个分子，Graetzel和其他人已经显著改进了太阳能电池的光电转换效率。 印刷方法可W应用于生产电池的方法，并且昂贵的生产设备对于生产电池是不需 要的。因此，在生产成本上的减少是意料之中的。但是，该太阳能电池包含舰和挥发性溶剂， 并且存在由于舰-氧化还原系统的劣化而导致的发电效率降低或者电解质蒸发或泄露的问 题。 为了解决运些问题，下面的固体染料敏化太阳能电池已被报道。 1)使用无机半导体的固体染料敏化太阳能电池(参见，例如，NPL 3和4) 2)使用低分子量有机空穴传输材料的固体染料敏化太阳能电池(参见，例如，P化2 和NPL 5和6)[000引3)使用导电聚合物的固体染料敏化太阳能电池(参见，例如，P化3和NPL 7)在NPL 3公开的太阳能电池中，舰化铜被用作P-型半导电层的构成材料。已知，尽 管太阳能电池在其刚刚生产后呈现了相对良好的光电转换效率，但由于舰化铜晶粒的生长 引起劣化的原因，该太阳能电池的光电转换效率在几个小时内降低一半。因此，在NPL 4公 开的太阳能电池中，通过加入咪挫嘟翰硫氯酸盐阻止舰化铜结晶。但是，其不足W阻止该结 晶。 NPL 5中公开的使用有机空穴传输材料的固体染料敏化太阳能电池已被化gen等 报道，并且随后被Graetzel等开发。（参见NPL 6)。 在PTL2中公开的使用S苯胺化合物的固体染料敏化太阳能电池中，通过真空沉积 =苯胺化合物形成电荷传输层。因此，=苯胺化合物不能到达多孔半导体的多孔的内部区 域，并且因此仅实现低转换效率。 在NPL 6中公开的实例中，通过将螺空穴传输材料溶解在有机溶剂中，和通过旋转 涂布施加所得溶液，获得纳米二氧化铁颗粒和空穴传输材料的组合物。太阳能电池中的纳 米二氧化铁颗粒的膜厚度的最佳值被指定为约化m，与使用舰电解质的情况下IOwii到20皿 范围相比，所述膜厚度是极其薄的。因此，吸附在氧化铁上的染料量小，并且很难充分地进 行光吸收或载流子生成。其性能没有到达使用电解质的太阳能电池的水平。纳米二氧化铁 颗粒的膜厚度为化m的原因是因为随着膜厚度增加空穴传输材料的渗透不能被充分地进 行。 关于使用导电聚合物的固体太阳能电池，来自大阪大学(Osaka University)的 化nagida等已经报道了使用聚化咯的太阳能电池(参见NPL 7)。该太阳能电池也呈现低转 换效率。在PTL 3中公开的使用聚嚷吩衍生物的固体染料敏化太阳能电池中，在染料吸附到 其上的多孔氧化铁电极上利用电解聚合提供电荷转移层。但是，存在染料与氧化铁分离，或 染料分解的问题。 如上所述，目前的情况是，任何传统的固体染料敏化太阳能电池还不具有令人满 意的性能。[001引引用列表 专利文献 ?化 1:日本专利QP-B)号2664194[001引 ？化2:日本专利申请特许公开QP-A)号11-144773 ?化 3:肝-A号2000-106223 ?化 4:国际公开号W007/100095 非专利文献 NPL l:NaUire，353(1991)737 NPL 2：J.Am.Chem.Soc.,115(1993)6382 NPL 3 = SemiconcLSciJechnol. ,10(1995)1689 NPL 4:Electrochemist巧，70(2002)432 NPL 5:Synthetic Me化Is,89(1997)215 NPL 6:NaUire，398(1998)583 NPL 7:Chem丄ett.,(1997)471 NPL 8:Nano丄ett.,1(2001)97 专利技术概述 [00川技术问题 本专利技术旨在解决上述问题并提供固体染料敏化太阳能电池，所述固体染料敏化太 阳能电池与传统技术中的电池相比具有良好的长期稳定性，并且其生产力也良好。 解决问题的方案 作为为了解决上述问题而努力进行的研究的结果，已经发现可W提供高性能染料 敏化太阳能电池并且完成本专利技术。 可W通过本专利技术的具有W下结构（1)的"染料敏化太阳能电池"解决上述问题。 (1)染料敏化太阳能电池，其包含： 透明导电膜基板； 第一电极，所述第一电极被提供有电子传输化合物层，所述电子传输化合物层由 各个均用敏化染料涂布的纳米颗粒构成； 电荷转移层； 空穴传输层;和 第二电极， 其中第一电极、电荷转移层、空穴传输层和第二电极W此顺序在透明导电膜基板 上提供，并且 其中电荷转移层包含金属络合物盐，并且空穴传输层包含聚合物。 本专利技术的有利效果 本专利技术的染料敏化太阳能电池可W获得良好性能的染料敏化太阳能电池，因为本 专利技术的染料敏化太阳能电池具有W上（1)中所描述的结构。特别地，本专利技术显示了良好效 果：固体染料敏化太阳能电池与传统太阳能电池相比具有良好的长期稳定性，并且其生产 力也良好。【附图说明】 图1是说明本专利技术太阳能电池的结构的一个实例的示意图。 图2是合成实施例1中获得的S(2,2'-联化晚基)钻(II)高氯酸盐的IR光谱。[004引图3是合成实施例2中获得的S(2,2'-联化晚基)钻(III)高氯酸盐的IR光谱。 图4是合成实施例3中获得的S(2,2'-联化晚基)钻(II)四氯基棚酸盐的IR光谱。 图5是合成实施例4中获得的S(2,2'-联化晚基)钻(III)四氯基棚酸盐的IR光谱。 实施方式说明 在下文中本专利技术被具体说明。 基于图1说明染料敏化太阳能电池的结构。 注意，图1是染料敏化太阳能电池的横截面视图。 在图1所说明的实施方式中，染料敏化太阳能电池具有运样的结构：其中在基板1 上提供电极2;由密集电子传输层3和微粒电子传输层4构成的电子传输层5、涂布该电子传 输层的光敏剂6、由电荷转移层7和空穴传输材料层8构成的传输层和第二电极9被依次提 供。 <电子-收集电极〉 在本专利技术中使用的电子-收集电极2不被特别地限定，只要其是由对可见本文档来自技高网...

【技术保护点】
染料敏化太阳能电池，其包含：透明导电膜基板；第一电极，所述第一电极被提供有电子传输化合物层，所述电子传输化合物层由各个均用敏化染料涂布的纳米颗粒构成；电荷转移层；空穴传输层；和第二电极，其中所述第一电极、所述电荷转移层、所述空穴传输层和所述第二电极以此顺序在所述透明导电膜基板上提供，并且其中所述电荷转移层包含金属络合物盐，并且所述空穴传输层包含聚合物。

【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：堀内保，八代徹，濑川浩司，内田聪，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本;JP