色素敏化光电转换元件制造技术

本发明专利技术公开了一种具备至少1个色素敏化光电转换单元的色素敏化光电转换元件。在该色素敏化光电转换元件中，上述色素敏化光电转换单元具备：具有透明基板和设置在透明基板上的透明导电膜的第1电极基板；与第1电极基板对置的第2电极；设置于第1电极基板或第2电极的氧化物半导体层；吸附于氧化物半导体层的光敏化色素；以及，设置于第1电极基板和第2电极之间的电解质，其中，第1电极基板进一步具有紫外线吸收层。并且，相当于构成氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长下的电解质的透射率TA(％)和上述波长下的第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1)和(2)：0.01×TA×TB＜42…(1)、3.5≤TB≤70…(2)。

Pigment sensitized photoelectric conversion element

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】色素敏化光电转换元件
本专利技术涉及一种色素敏化光电转换元件。
技术介绍
色素敏化光电转换元件是由瑞士的Graetzel等开发的，具有光电转换效率高、制造成本低等优点，因此，是备受瞩目的新一代光电转换元件。色素敏化光电转换元件通常具有至少1个色素敏化光电转换单元，色素敏化光电转换单元具备具有透明基板和设置在透明基板上的透明导电膜的第1电极基板、与第1电极基板对置的第2电极、设置于第1电极基板或第2电极的氧化物半导体层以及吸附于氧化物半导体层的光敏化色素。在色素敏化光电转换元件中，作为氧化物半导体层例如使用TiO2等时，由于入射光中所含的紫外线，氧化物半导体层产生光催化作用而促进光敏化色素、电解质中的有机物的分解，因此，发电性能有可能缓慢降低。因此，例如下述专利文献1公开了在透明基板的与第2电极相反侧的光入射面上设置紫外线吸收层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008－112704号公报
技术实现思路
然而，上述专利文献1中记载的色素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，由于在透明基板的与第2电极相反侧的光入射面上设置有紫外线吸收层，因此，入射于色素敏化太阳能电池元件的紫外线的量减少，其结果，可得到优异的耐光性。但是，此时，甚至减少入射光中所含的可见光的光量，因此，有时光电转换特性降低。因此，期望一种具有优异的光电转换特性和耐光性的色素敏化光电转换元件。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供具有优异的光电转换特性和耐光性的色素敏化光电转换元件。为了解决上述课题，本专利技术人发现在相当于构成氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长下的电解质的透射率与该波长下的紫外线吸收层的透射率之间具有特定的关系且该波长下的紫外线吸收层的透射率在特定的范围时，可解决上述课题，以至完成了本专利技术。即，本专利技术为一种色素敏化光电转换元件，具备至少1个色素敏化光电转换单元，所述色素敏化光电转换单元具备：第1电极基板，其具有透明基板和设置在所述透明基板上的透明导电膜；第2电极，其与所述第1电极基板对置；氧化物半导体层，其设置于所述第1电极基板或所述第2电极；光敏化色素，其吸附于所述氧化物半导体层；以及，电解质，其设置于所述第1电极基板和所述第2电极之间，并且，所述第1电极基板具有紫外线吸收层，相当于构成所述氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长下的所述电解质的透射率TA(％)和所述波长下的所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1)和(2)，0.01×TA×TB＜42····(1)3.5≤TB≤70············(2)。根据本专利技术的色素敏化光电转换元件，通过将相当于构成氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长(以下，称为“带隙波长”)下的电解质的透射率与带隙波长下的紫外线吸收层的透射率之积抑制成比一定的值小，从而能够抑制入射于氧化物半导体层的紫外线的量，能够充分地抑制氧化物半导体层的光催化作用，能够充分地抑制光敏化色素、电解质中的有机物的分解。因此，本专利技术的色素敏化光电转换元件具有优异的耐光性。另外，根据本专利技术的色素敏化光电转换元件，由于带隙波长下的紫外线吸收层的透射率为一定值以上，因此，可充分地抑制过于限制紫外线的入射量的情况。其结果，还能充分地抑制过于限制入射光中所含的可见光的情况。因此，本专利技术的色素敏化光电转换元件还具有优异的光电转换特性。在上述色素敏化光电转换元件中，优选所述电解质的透射率TA(％)和所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1A)。2.8≤0.01×TA×TB＜42····(1A)根据该色素敏化光电转换元件，与“0.01×TA×TB”小于2.8％的情况相比，能够具有更优异的光电转换特性。在上述色素敏化光电转换元件中，优选所述电解质含有三碘化物离子且所述电解质的透射率TA大于45％。根据该色素敏化光电转换元件，上述带隙波长下的电解质的透射率变充分高，能够充分地减少电解质中的吸收紫外线的三碘化物离子(I3－)的浓度。因此，在低照度下运送电子的三碘化物离子的浓度变低，能够在低照度下充分地减少漏电流，能够在低照度下具有更优异的光电转换特性。在上述色素敏化光电转换元件中，优选所述电解质的透射率TA(％)和所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1B)和(2A)。2.8≤0.01×TA×TB≤10····(1B)3.5≤TB≤20············(2A)根据该色素敏化光电转换元件，与“0.01×TA×TB”超过10％的情况或TB超过20％的情况相比，能够具有更优异的光电转换特性，并且具有更优异的耐光性。在上述色素敏化光电转换元件中，优选波长450～700nm下的所述第1电极基板的平均透射率TC为73％以上。根据该色素敏化光电转换元件，能够使可见光的平均透射率特别大，因此，能够具有更优异的光电转换特性。在上述色素敏化光电转换元件中，优选所述第1电极基板的平均透射率TC为80％以上。根据该色素敏化光电转换元件，能够具有更优异的光电转换特性和耐光性。应予说明，在本专利技术中，电解质的透射率是指将光路长度设为50μm时测定的透射率。另外，在本专利技术中，“波长450～700nm下的所述第1电极基板的平均透射率TC”是指以450～700nm的范围内的n个位置的波长下测定第1电极基板的透射率时由下述式表示的值。平均透射率TC＝测定的各波长下的透射率的合计/n根据本专利技术，可提供具有优异的光电转换特性和耐光性的色素敏化光电转换元件。附图说明图1是表示本专利技术的色素敏化光电转换元件的一个实施方式的截面图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式详细地进行说明。图1是表示本专利技术的色素敏化光电转换元件的一个实施方式的截面图。如图1所示，色素敏化光电转换元件100由1个色素敏化光电转换单元60构成，色素敏化光电转换单元60具备第1电极基板10、与第1电极基板10对置的第2电极20、设置在第1电极基板10上的氧化物半导体层30以及将第1电极基板10和第2电极20连结的环状的密封部40。在由第1电极基板10、第2电极20和密封部40形成的单元空间填充有电解质50。在色素敏化光电转换元件100中，从第1电极基板10侧入射光。第1电极基板10由透明导电性基板13和紫外线吸收层14构成，所述透明导电性基板13由透明基板11和设置在透明基板11上的透明导电膜12构成，所述紫外线吸收层14设置在透明导电性基板13的透明基板11的与透明导电膜12相反侧(光入射侧)的表面上。第2电极20具备导电性基板21以及设置于导电性基板21的第1电极基板10侧并有助于电解质50的还原的催化剂层22。氧化物半导体层30配置在透明导电膜12上且密封部40的内侧。另外，在氧化物半导体层30吸附有光敏化色素。而且，构成氧化物半导体层30的氧化物半导体的带隙波长(以下，简称为“带隙波长”)下的电解质50的透射率TA(％)和上述带隙波长下的第1电极基板10的透射率TB(％)满足下述式(1)和(2)。0.01×TA×TB＜42····(1)3.5≤TB≤70············(2)以下，将“0.01×TA×TB”称为“T”。根据色素敏化光电转换元件100，能够具有优异的光电转换特性和耐光性。接着，对第1电极基板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种色素敏化光电转换元件，具备至少1个色素敏化光电转换单元，所述色素敏化光电转换单元具备：第1电极基板，具有透明基板和设置在所述透明基板上的透明导电膜，第2电极，与所述第1电极基板对置，氧化物半导体层，设置于所述第1电极基板或所述第2电极，光敏化色素，吸附于所述氧化物半导体层，以及电解质，设置于所述第1电极基板和所述第2电极之间，并且，所述第1电极基板具有紫外线吸收层，相当于构成所述氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长下的所述电解质的透射率TA(％)和所述波长下的所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1)和(2)，0.01×TA×TB＜42····(1)3.5≤TB≤70············(2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.14 JP 2015-1802651.一种色素敏化光电转换元件，具备至少1个色素敏化光电转换单元，所述色素敏化光电转换单元具备：第1电极基板，具有透明基板和设置在所述透明基板上的透明导电膜，第2电极，与所述第1电极基板对置，氧化物半导体层，设置于所述第1电极基板或所述第2电极，光敏化色素，吸附于所述氧化物半导体层，以及电解质，设置于所述第1电极基板和所述第2电极之间，并且，所述第1电极基板具有紫外线吸收层，相当于构成所述氧化物半导体层的氧化物半导体的带隙的波长下的所述电解质的透射率TA(％)和所述波长下的所述第1电极基板的透射率TB(％)满足下述式(1)和(2)，0.01×TA×TB＜42····(1)3.5≤TB≤70············(2)。2.根据权利要求1所述的色素敏化光电...

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