色素增感型太阳能电池用叠层体、色素增感型太阳能电池用电极及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种可获得光发电效率高、耐久性优异的挠性的色素增感型太阳能电池的色素增感型太阳能电池用叠层体，其包含在２００℃进行１０分钟热处理时的膜的长度方向的热收缩率为－１．５～＋０．５％的塑料膜，和设置于其上的主要包含氧化铟并添加氧化锌的表面电阻为４０Ω／口以下的透明导电层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】色素增感型太阳能电池用叠层体、色素增感型太阳能电池用电极及其制造方法
本专利技术有关色素增感型太阳能电池用叠层体及色素增感型太阳能电池用电极。更详细而言，有关可制造光发电效率高、耐久性优异的可挠性的色素增感型太阳能电池的色素增感型太阳能电池用叠层体、色素增感型太阳能电池用电极及其制造方法。现有技术色素增感型太阳能电池，自使用色素增感半导体微粒的光电转换元件提案以来(「自然」第353卷，第737～740页，1991年)，作为替代硅系太阳能电池的新颖太阳能电池极受注目。尤其使用塑料膜为支撑体的色素增感型太阳能电池，可制成柔软及轻量，有为数甚多的研究。
技术实现思路
色素增感型太阳能电池用电极，包含支撑体与设置于其上的透明导电层、及进而设置于其上的半导体层。为吸附更多的色素，使用多孔性半导体层，多孔性半导体层是将微粒烧结所形成。为形成多孔性半导体层，必须将半导体微粒烧结；为提高电荷的输送效率，必须在充分高的温度进行烧结。使用玻璃为支撑体的已往的色素增感型太阳能电池用电极，可在充分高的温度进行烧结，能获得高电荷输送效率的电极。可是，由于玻璃相当不耐冲击，使用玻璃为支撑体的太阳能电池，设置条件受限制。塑料膜价格低廉，同时具有高透明性，优选使用为支撑体的材料。可是，使用一般的塑料膜作为色素增感型太阳能电池用电极的支撑体，不能在充分高的温度下使多孔性半导体层烧结。结果使电荷输送效率降低，与使用玻璃为支撑体比较，光发电性能显著劣化。即便，最普通使用的透明导电层的原料为铟～锡复合氧化物(ITO)。使用塑料膜为支撑体，在支撑体塑料膜上设置此ITO层时，与-->使用玻璃为支撑体时的性状不同，随多孔性半导体层的烧结温度的提高，透明导电层成为非晶态的状态、或非晶态与晶态的混合状态。因此，使用塑料膜与ITO的电极，在多孔性半导体层烧结时，引起非晶·结晶相转变，容易使机械特性恶化，容易产生裂纹；使用为色素增感型太阳能电池的支撑体时，造成光发电性能的经时劣化。本专利技术为解决以往技术的问题，以提供可制造光发电效率高，光发电性能的经时劣化少、耐久性优异的可挠性的色素增感型太阳能电池的色素增感型太阳能电池用叠层体及色素增感型太阳能电池用电极为目的。即，本专利技术是包含在200℃进行10分钟热处理时的膜的长度方向的热收缩率为-1.5～+0.5％的塑料膜，和设置于其上的主要包含氧化铟并添加氧化锌的表面电阻为40Ω/□以下的透明导电层的色素增感型太阳能电池用叠层体。进而，本专利技术是包含上述的色素增感型太阳能电池用叠层体，和设置于此叠层体的透明导电层上，包含至少一种选自氧化钛、氧化锌及氧化锡的氧化物的多孔性半导体层的色素增感型太阳能电池用电极。另外，本专利技术是一种色素增感型太阳能电池用电极的制造方法，其特征为在上述的色素增感型太阳能电池用叠层体的透明导电层上，形成包含至少一种选自氧化钛、氧化锌及氧化锡的氧化物的多孔性半导体层，将此多孔性半导体于170～250℃的温度烧结。具体实施方式详细说明本专利技术如下。塑料膜本专利技术的塑料膜，使用在200℃进行10分钟热处理时的膜的长度方向的热收缩率为-1.5～+0.5％、优选为-1.3～+0.5％、进一步优选为-1.3～+0.3％的塑料膜。热收缩率在此范围以外时，叠层体产生翘曲，或透明导电层与多孔性半导体层的附着性恶化，制造色素增感型太阳能电池时不能获得充分的光发电性能。本专利技术的塑料膜，在230℃进行10分钟热处理时的膜长度方向的-->热收缩率优选为-2.0～+2.0％，进一步优选为-1.5～+2.0％，进一步优选为-1.5～+1.5％。热收缩率在此范围以外时，叠层体产生翘曲，或透明导电层与多孔性半导体层的附着性恶化，而且，在制造色素增感型太阳能电池时不能获得充分的光发电性能，不优选。浊度值本专利技术的塑料膜的浊度值，从进行更高效率的光发电的观点而言，优选为1.5％以下，进一步优选为1.0％以下，进一步优选为0.5％以下。浊度值超过1.5％时，光发电的效率有降低的倾向，不优选。线膨胀系数本专利技术的塑料膜的线膨胀系数，优选为100ppm/℃以下，进一步优选为70ppm/℃以下。线膨胀系数超过100ppm/℃时，形成透明导电层的塑料膜中，产生透明导电层的破坏，使电极的功能降低，不优选。浊度值改变率本专利技术的塑料膜，经150℃下10分钟加热的浊度值改变率，优选为5％以下，进一步优选为2％以下。超过5％时，于膜形成透明导电层时，不能获得均匀的透明导电层，作成电极时的光发电效率有降低的倾向，不优选。粒子本专利技术的塑料膜，以实质上不含粒子或微粒为优选。含有粒子或微粒时，高透明性受损，或表面粗糙化，有难以进行透明导电层的加工的情况。表面粗糙度本专利技术的塑料膜的三维中心线平均粗糙度，双面均以0.0001～0.02μm为优选，优选为0.0001～0.015μm，进一步优选为0.0001～0.010μm。尤其至少单面的三维中心线平均粗糙度为0.0001～0.005μm，进一步优选为0.0005～0.004μm时，透明导电层的加工容易，优选。-->膜厚度本专利技术的塑料膜的厚度，优选为10～500μm，进一步优选为20～400μm，进一步优选为50～300μm。在此范围时，可获得强度优异，且可挠性的色素增感型太阳能电池用叠层体及电极。塑料膜具备上述特性的塑料膜，可使用例如聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、非晶态聚烯烃的膜。其中以聚酯膜、聚碳酸酯膜为优选，以聚酯膜为特别优选。聚酯就使用聚酯膜为塑料膜的情况详细说明如下。构成聚酯膜的聚酯，是由芳香族二元酸或其酯形成性衍生物、与二醇或其酯形成性衍生物合成的线性饱和聚酯。这些聚酯的中以力学物性或光学物性等的平衡良好的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚-2，6-萘二甲酸乙二醇酯为优选。尤其聚-2，6-萘二甲酸乙二醇酯，从机械强度大、热收缩率小、加热时低聚物的产生量少等的观点而言，胜过聚对苯二甲酸乙二醇酯，最为优选。聚酯可为均聚物或共聚物。为共聚物时，共聚量以10摩尔％以下为优选，进一步优选为5摩尔％以下，进一步优选为3摩尔％以下。尤其以均聚物最优选。为共聚物时，构成共聚物的共聚成分可使用分子内具有两个酯形成性官能基的化合物。这类化合物可使用例如乙二酸、己二酸、邻苯二甲酸、癸二酸、十二烷二羧酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1，4-环己烷二羧酸、4，4’-联苯二羧酸、苯基茚满二羧酸、2，7-萘二甲酸、四氢化萘二甲酸、萘烷二羧酸、二苯基醚二羧酸等二羧酸、对羟基苯甲酸、对羟基乙氧基苯甲酸等羟基羧酸；或丙二醇、三亚甲基二醇、四亚甲基二醇、六亚甲基二醇、环己烷二亚甲基二醇、新戊二醇、双酚砜的环氧乙烷加合物、双酚A的环氧乙烷加合物、二甘醇、聚乙二醇等二元醇。这些化合物可单独一种使用、或两种以上组合使用。聚酯可采用已往众所周知的方法制造。可举出例如以二羧酸与二醇反应直接获得低聚合度的聚酯的方法；采用酯交换催化剂使二羧酸-->的低级烷基酯与二醇反应后，在聚合催化剂的存在下进行聚合反应的方法。经由酯交换反应进行聚合时，在聚合反应前为使酯交换催化剂失活的目的，通常添加磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三正丁酯、正磷酸等磷化合物；聚酯中的磷元素含量，从聚酯的热稳定性而言，以20～100ppm为优选。还有，聚酯可在熔融聚合后使其成碎片，于加热减压下或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种色素增感型太阳能电池用叠层体，其特征为包含在２００℃进行１０分钟热处理时的膜长度方向的热收缩率为－１．５～＋０．５％的塑料膜，和设置于其上的主要包含氧化铟并添加氧化锌的表面电阻为４０Ω／口以下的透明导电层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-10-13 298648/2004;JP 2004-10-27 312049/2001.一种色素增感型太阳能电池用叠层体，其特征为包含在200℃进行10分钟热处理时的膜长度方向的热收缩率为-1.5～+0.5％的塑料膜，和设置于其上的主要包含氧化铟并添加氧化锌的表面电阻为40Ω/□以下的透明导电层。2.权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用叠层体，其中塑料膜的线膨胀系数为100ppm/℃以下。3.权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用叠层体，其中塑料膜经150℃下10分钟加热的浊度值改变率为5％以下。4.权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用叠层体，其中塑料膜在230℃进行10分钟热处理时，长度方向的热收缩率为-2.0～2.0％。5.权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用叠层体，其中色素增感型太阳能电池用叠层体的总透光率为75％以上。6.权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用叠层体，其中色素增感型太阳能电池用叠层体于弯曲前后的电阻值改变率为0.8～1.2。7.权利要求1所述的色素增感型太阳能电池用叠层体，其中色素增感型太阳能电池用...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保耕司，西尾玲，原宽，水谷圭，
申请(专利权)人：帝人杜邦薄膜日本有限公司，帝人株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]